船舶结构局部应力有限元分析比较研究

摘要

在用S-N曲线法分析船舶结构的疲劳强度时,焊趾处热点应力计算结果的大小和精确度直接影响着结构疲劳强度和疲劳寿命的估算,保证焊趾处热点应力的计算精度非常重要.热点应力可以通过有限元分析得到,分析结果的精度受以下几个因素的影响很大:结构简化方式,单元类型,热点处的网格细化方式,和不同的有限元程序选择.因此,选择何种有限元程序,如何简化结构,采用哪种单元类型和网格细化方式进行分析,保证热点应力的精度已成为一个重要的研究方向.本文通过对一个货船货舱的舱口角隅结构,简化了三种几何模型,运用两种有限元软件,对每种几何模型分别采用四种不同的单元类型和两种不同的网格细化方式,建立了11个有限元模型来分析焊趾处的热点应力.并将计算结果与实验结果比较,考查了各个因素的影响,找到了一种较佳的模型简化方式以及相应的单元类型和网格划分形式,来计算船舶局部结构焊趾处热点应力,为船舶设计和工程人员提供了参考.

目录

文摘

英文文摘

哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1引言

1.2论文研究的背景目的和意义

1.3本文研究的主要内容

第2章船舶结构疲劳强度分析与应力集中

2.1引言

2.2船舶结构疲劳强度分析方法

2.2.1基于S-N曲线的疲劳分析

2.2.2基于断裂力学的疲劳分析

2.3疲劳强度可靠性分析

2.4焊趾处的应力集中

2.5本章小结

第3章有限元法在船舶结构强度分析中的应用

3.1有限元基本概念和原理

3.2有限元法在船舶结构强度分析中的应用

3.3有限元模型的建立和检验

3.3.1结构有限元模型的建立

3.3.2工程模型检验

3.3.3有限元模型检验

3.4本章小结

第4章实验模型介绍

4.1实验模型的基本资料

4.2结构变形预测

4.3结构的名义应力

4.3.1计算模型热点处的名义应力

4.3.2插值方式和插值点的选取

4.4本章小结

第5章有限元建模

5.1结构的简化

5.2计算模型的确立

5.2.1三种计算模型

5.2.2焊缝的影响及三种模型的对比

5.3有限元软件的选择

5.4三种计算模型的网格划分及图例

5.5有限元建模过程中的难点及其影响

5.6本章小结

第6章有限元分析结果的比较

6.1各模型的分析结果

6.2对有限元分析结果的检验

6.2.1有限元结果检验

6.2.2检验的结论

6.3有限元分析结果的比较

6.3.1不同计算模型间的结果比较

6.3.2同种计算模型的结果比较

6.3.3对两种有限元软件的综合评价

6.4比较结论

6.5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