船舶结构疲劳寿命虚拟测试技术研究

摘要

疲劳破坏是船舶结构的主要失效模式之一。由于传统疲劳试验方法存在试验周期长、费用高，试验条件难以控制等固有缺陷，因此长期以来主要依赖于理论计算和先前经验进行船舶结构抗疲劳节点研制。近年来，虚拟试验技术的出现打破了传统试验的局限性，为分析结构复杂、测试难度大、测试费用高的设备和系统提供了有效的途径。本文研究了船舶结构疲劳强度的虚拟试验技术，主要工作如下：
　　 1)介绍了船舶可靠性疲劳试验，研究了雨流计数法以及基于S-N曲线和Miner线性累积损伤理论的疲劳估算方法，给出了随机载荷作用下船舶结构疲劳损伤的具体计算过程；
　　 2)阐述了虚拟试验技术的内涵和关键技术，根据实船疲劳试验方法，论述了船舶结构疲劳寿命虚拟测试技术的基本思想与实现方案；
　　 3)根据技术方案的要求，明确了实现船舶结构疲劳寿命虚拟测试所需的关键技术，研究了虚拟海况的建立、虚拟样机的建立、应力时历的模拟以及航向的模拟；
　　 4)在上述研究的基础上，设计了船舶结构疲劳寿命虚拟测试系统框架，并利用C、VC++以及OpenGL语言在MFC框架下开发了一个船舶结构疲劳寿命虚拟测试系统。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题的目的和意义

1.2虚拟疲劳试验技术国内外研究现状

1.2.1虚拟疲劳试验技术国外研究现状

1.2.2虚拟疲劳试验技术国内研究现状

1.3论文的主要研究内容

第2章船舶疲劳试验与疲劳寿命预测方法

2.1概述

2.2船舶结构疲劳试验

2.3疲劳寿命预测方法

2.3.1疲劳分析基本流程

2.3.2雨流计数法

2.3.3疲劳损伤计算

2.4本章小结

第3章船舶结构疲劳寿命虚拟测试技术

3.1概述

3.2虚拟试验技术

3.2.1虚拟试验技术内涵

3.2.2虚拟试验关键技术

3.3虚拟测试技术方案研究

3.4虚拟测试关键技术研究

3.4.1概述

3.4.2虚拟海况的建立

3.4.3虚拟样机的建立

3.4.4应力时历的模拟

3.4.5航向的模拟

3.5本章小结

第4章船舶结构疲劳寿命虚拟测试系统

4.1概述

4.2虚拟测试系统设计思想

4.3测试系统使用步骤以及功能介绍

4.3.1概述

4.3.2测点布置

4.3.3内载定义

4.3.4外载定义

4.3.5应力测试

4.3.6疲劳分析

4.4本章小结

第5章某型船的疲劳虚拟测试实例

5.1概述

5.2样船概况

5.3测试工况及参数选择

5.4测试结果

5.5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