简介:以斜伸火炬臂与船首结构连接肘板为研究对象,利用三维绕射理论计算的不同浪向下火炬臂重心处横荡、纵荡、升沉方向的加速度响应幅值算子,结合连接结构有限元模型在横荡、纵荡、升沉各方向单位加速度下的热点应力响应,建立了选取校核点在不同浪向下热点应力范围传递函数.考虑海上装置实际运行海域的波浪散点图,运用基于热点应力的谱分析方法计算得到了校核点在服役期间的累积疲劳损伤.计算结果表明,选取校核处的累积疲劳损伤值小于1,疲劳寿命满足设计寿命要求.假定结构响应为线性,通过分别考虑运动响应实部和虚部激励下的结构静态响应,由此组建热点应力范围传递函数,该方法对其他类似受船舶运动诱导惯性力作用结构的设计和疲劳分析具有参考意义.
简介:以某薄膜型液化天然气(LiquefiedNaturalGas,LNG)船的结构设计为例,开展全船屈服强度校核和基于精细网格的有限元疲劳强度分析。针对5种典型装载状态,基于美国船级社(AmericanBureauofShipping,ABS)全船强度直接计算指南,采用ABS-DLA/SFA系列软件,用三维波浪载荷预报程序对波浪随机载荷进行长期预报。基于预报结果,针对每种装载状态计算15个设计波参数组,求解全船结构在各载荷组合工况下的应力分布,继而完成屈服强度校核。以甲板机械室与穹顶甲板相交处的关键节点区域的节点设计为例开展细网格局部强度分析,并通过各种改进设计解决应力集中问题。针对2种常用典型操作装载状态及营运于北大西洋海区疲劳寿命满足40a的要求,基于ABS全船疲劳强度直接计算指南计算2个典型细化位置热点应力传递函数,通过谱分析得到疲劳累积损伤和疲劳寿命,完成疲劳强度校核。采用的全船强度和疲劳分析方法和思路适用于其他超大型船舶的结构分析。
简介:设计外直径为612mm,长度分别为4365mm,4475mm,4585mm,共5根带剪力键的圆柱形单桩基础灌浆连接段模型试件,对其进行等幅弯曲疲劳试验研究,不同试件的荷载幅由其静力极限状态弯矩承载力确定。试验结果表明:尽管局部可能出现性能退化,灌浆连接段整体仍可承受200万次疲劳荷载,未出现明显的抗弯性能退化,且200万次弯曲疲劳循环之后的试件残余变形可忽略不计;在最长的试件中,由于试验荷载幅最大,试件焊接部件在经历约128万次疲劳荷载之后出现开裂,试验停止,但灌浆连接段本身未出现任何破坏。比较不同长度的试件发现,带剪力键的灌浆连接段常用设计规范中规定的长度下限值仍较为保守。
简介:针对大型高强度厚钢甲板纵骨结构的疲劳热点,用基于断裂力学的裂纹扩展寿命预报方法进行疲劳寿命评估。直接采用《船体结构疲劳强度指南》中的疲劳载荷计算公式计算纵骨名义应力;结合纵骨节点焊趾处表面裂纹应力强度因子经验计算式和裂纹扩展率单一曲线模型对大型集装箱船甲板纵骨的疲劳寿命进行预报。对集装箱船扁钢型纵骨端部连接节点表面裂纹应力强度因子进行一系列数值计算,结果表明,该应力强度因子与BS7910中十字接头焊趾处表面裂纹应力强度因子经验公式的计算结果相差很小,该公式可直接用于纵骨端部表面裂纹的应力强度因子计算。对某大型集装箱船甲板典型纵骨节点焊趾处表面裂纹进行疲劳寿命评估,根据不同载荷工况组成不同的载荷谱,讨论疲劳载荷谱对疲劳裂纹扩展的影响。
简介:利用建立的舰船模型气泡尾流模拟装置和气泡尾流声学测量方法,在150m长的拖曳水池中针对某快艇模型开展模拟舰船模型气泡尾流的声学特性试验研究。利用相距0.4m的2个水听器测量9~200kHz频段内声波穿过舰船模型尾流后的声速系数和声衰减系数,得到不同喷气量、不同航速下的舰船模型尾流中气泡的声学特征;通过反演算法得到不同喷气量、不同航速下的舰船模型尾流中的气泡密度分布特征。通过实验室测量得到:气泡量的大小对声衰减影响较明显,随着喷气量增加,声衰减系数明显增加,声传播的速度略有降低;舰船模型尾流中主要存在110.m以下的微气泡,随着航速升高,60.m以下的气泡的密度明显增大。该研究验证了利用声学方法建立气泡尾流测量系统的可行性。
简介:船冰碰撞是船舶碰撞研究领域的热点之一,对冰材料的模拟是船冰碰撞的研究重点。提出一种利用理想弹塑性模型模拟的冰材料本构模型,利用半隐式图形算法计算单元塑性阶段的应力,利用Tsai-Wu屈服准则和经验失效公式用来描述冰的力学行为。利用二次开发功能,将冰材料模型嵌入LS_DYNA程序,并验证该模型的准确性和适用性。研究中针对不同局部形状的冰块与船侧碰撞场景,通过比较分析碰撞力、能量耗散等,探讨冰块的局部形状对碰撞场景的影响。研究结果表明:冰材料模型在大接触面的条件下压力与已有标准吻合较好;在不同的冰块局部形状条件下,船冰碰撞的相互作用过程不同;较钝形状的冰块表现近乎刚体,较尖锐形状的冰块较易破碎。