江海直达船纵骨穿舱节点疲劳裂纹扩展特性研究

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 疲劳评估方法

1.2.2 裂纹扩展数值仿真方法

1.2.3 船舶节点疲劳试验研究进展

1.3 论文的主要工作

第2章 船体结构纵骨穿舱节点疲劳裂纹扩展试验

2.1 引言

2.2 试验概述

2.3 试验设计

2.3.1 模型设计

2.3.2 模型加工

2.3.3 焊趾形状参数测量

2.3.4 试验工装及设备

2.4 静力加载试验

2.4.1 热点应力插值方法

2.4.2 静力加载过程

2.4.3 静力试验结果分析

2.5 疲劳试验载荷及工况

2.5.1 载荷确定

2.5.2 工况设定

2.6 纵骨节点疲劳试验结果分析

2.6.1 疲劳试验结果

2.6.2 小载荷对裂纹扩展寿命的影响

2.6.3 断口定量分析

2.7 本章小结

第3章 纵骨穿舱节点疲劳裂纹扩展的数值仿真分析

3.1 引言

3.2 三维节点裂纹扩展实现方法

3.2.1 FRANC3D与ABAQUS联合仿真方法

3.2.2 应力强度因子计算方法

3.2.3 裂纹扩展方向的确定

3.2.4 纵骨节点裂纹扩展模拟的流程

3.3 FRANC3D与ABAQUS联合仿真精度验证

3.3.1 平板表面裂纹应力强度因子的有限元计算

3.3.2 考虑应力集中的对接接头焊趾处应力强度因子修正系数有限元计算

3.4 纵骨穿舱节点仿真分析模型的建立

3.4.1 子模型技术

3.4.2 裂纹扩展速率模型

3.5 初始缺陷对裂纹扩展寿命的影响

3.5.1 初始缺陷等效方法

3.5.2 初始裂纹形状的影响

3.5.3 初始裂纹尺寸的影响

3.5.4 初始裂纹位置的影响

3.6 焊接残余应力对裂纹扩展寿命的影响

3.6.1 焊接残余应力的分布

3.6.2 考虑焊接残余应力影响的裂纹扩展分析

3.7 纵骨穿舱节点裂纹扩展仿真分析

3.7.1 初始裂纹尺寸的选取

3.7.2 裂纹扩展过程

3.8本章小结

第4章 两级交变载荷下节点疲劳裂纹扩展特性分析

4.1 引言

4.2 基于等效应力法的裂纹扩展寿命评估

4.2.1 概述

4.2.2 变幅载荷等效方法

4.2.3 等效应力幅

4.2.4 裂纹扩展寿命计算结果对比

4.3 两级交变载荷下裂纹扩展速率影响因素分析

4.3.1 变幅载荷中的载荷次序效应

4.3.2 高载引起的裂纹迟滞

4.3.3 低载引起的强化效应

4.4 载荷历程比不同对有效应力强度因子范围影响分析

4.4.1 小载荷对损伤的影响程度

4.4.2 有效应力强度因子范围

4.4.3 变化规律分析

4.5 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 本文创新点

5.3 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的成果及科研工作