多层甲板船结构疲劳强度评估与试验研究

摘要

与油船、散货船、集装箱船等常规船舶相比，多层甲板船船体结构复杂、航行工况多样，疲劳问题比较突出。目前，国内外对船体结构疲劳问题的研究十分广泛深入，但研究对象主要集中于常规船舶，而对于多层甲板船船体结构疲劳问题的研究工作非常有限，相应的设计依据很少。本文以某船为例，探讨多层甲板船结构疲劳强度评估和试验研究方法。主要研究内容包括以下几个方面：
　　1)详细对比分析了CCS船级社《船体结构疲劳强度指南》2007版规范（以下简称CCS规范）和DNV船级社《Fatigue Assessment of Ship Structures》2010版规范（以下简称DNV规范）中疲劳强度评估简化方法的异同。探讨了将两规范中的简化方法引入到多层甲板船船体结构疲劳强度评估中的可行性。
　　2)针对多层甲板船船体结构复杂，典型节点众多，疲劳校核部位该如何选取这一问题。本文采用基于谱分析的有限元基本网格疲劳热点筛选方法，确定目标船疲劳问题严重的节点类型，并采用谱分析方法对其进行细化节点的疲劳强度评估。
　　3)在目标船全船疲劳强度评估的基础上，确定了疲劳问题严重的部位。根据受疲劳影响区域的结构情况，设计典型节点实板厚疲劳模型试验。通过疲劳试验，获得试验试件在不同载荷水平下的疲劳寿命值。
　　4)采用概率统计的方法处理疲劳试验数据，获得试验节点的S-N曲线特征，计算并比较分析疲劳试验部位在CCS规范E曲线与试验P-S-N曲线下的疲劳累积损伤度和疲劳寿命值。

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第1章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

1.2 船舶疲劳强度分析方法研究综述

1.3 疲劳试验研究综述

1.4 多层甲板船船型特点

1.5 本文主要研究内容

第2章 多层甲板船结构疲劳强度评估的简化方法

2.1 概述

2.2 规范疲劳强度评估简化方法比较

2.3 实船计算比较

2.4 简化方法算例

2.5 本章小结

第3章 多层甲板船结构疲劳强度评估的谱分析方法

3.1 概述

3.2 谱分析方法的理论基础

3.3 多层甲板船疲劳评估部位的确定方法

3.4 谱分析法算例

3.5 本章小结

第4章 多层甲板船典型节点的疲劳试验研究

4.1 概述

4.2 疲劳试验设计

4.3 疲劳测试

4.4 疲劳试验分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

附录A各海况出现的概率(百分数)和编号