LNG船縱骨端部表面裂紋疲勞擴展壽命計算
發(fā)布時間：2021-03-04 05:36
基于斷裂力學的裂紋擴展方法預報液艙縱骨端部的疲勞壽命。采用有限元軟件對液艙縱骨端部節(jié)點處表面裂紋應力強度因子進行系列計算,并在BS7910經驗公式的基礎上擬合出趾端的應力強度因子修正系數經驗公式。將采用該公式得到的結果與有限元計算結果相對比,結果表明二者能較好地吻合,該公式可應用到類似端部結構裂紋擴展應力強度因子的計算中。按挪威船級社（Det Norske Veritas,DNV）規(guī)范的要求組合熱點主應力幅值,并按降序對各載荷塊構造液艙疲勞熱點載荷譜,結合修正公式系數經驗計算液艙縱骨端部趾端的裂紋擴展壽命,預報的疲勞壽命滿足要求。
【文章來源】：船舶與海洋工程. 2020,36(02)
【文章頁數】：9 頁
【部分圖文】：
平板模型表面裂紋之后1
20船舶與海洋工程2020年第2期個表面裂紋，在拉力F=100MPa的作用下，計算裂紋表面點和最深點的應力強度因子，并將計算結果與采用Newman-Raju經驗公式計算得到的結果相比較，結果見圖2和圖3。由圖2和圖3可知，最深點的應力強度因子與表面點的應力強度因子的吻合度很好，由此可驗證本文的建模方法是合理的，計算的精度是滿足要求的。圖2表面點應力強度因子對比圖3最深點應力強度因子對比2.2焊趾應力強度因子修正系數Mk分析應力強度因子修正系數的計算式為plateweld/aKKMk(1)式(1)中：Kweld為肘板趾端處表面裂紋的應力強度因子；Kplate為平板上相同表面裂紋的應力強度因子。在擬合趾端應力強度因子修正系數時，需考慮各種參數的影響。已有很多學者對該問題進行研究，其中：韓蕓等[11]對T型節(jié)點進行研究，認為裂紋形狀比、裂紋深度與板厚比（ta/）和焊趾角均為影響因素，但主要影響因素為裂紋深度與板厚比，其次為裂紋形狀比；劉帆等[6]對趾端底板上的表面裂紋擴展進行研究，發(fā)現裂紋長度與焊縫長度的比值的影響較大；孔小兵等[7]對集裝箱船縱骨端部進行研究，認為扶強材的寬度也有一定的影響。除了以上影響因素以外，在擬合焊趾處裂紋應力強度因子時，還需考慮焊趾的形狀，在實際工程中，焊趾過渡階段是呈圓弧形狀的（見圖4），而上述研究都是按錐形建模的（見圖5），這與實際情況不太相符。此外，在計算縱骨端部的應力強度因子時，腹板存在與否及其厚度也有一定的影響。根據實際LNG船垂直端部焊趾的形狀，本文采用圖6所示的模型進行計算，模擬網格的合理性和計算結果的精確度已進行驗證。對于端部焊趾?
20船舶與海洋工程2020年第2期個表面裂紋，在拉力F=100MPa的作用下，計算裂紋表面點和最深點的應力強度因子，并將計算結果與采用Newman-Raju經驗公式計算得到的結果相比較，結果見圖2和圖3。由圖2和圖3可知，最深點的應力強度因子與表面點的應力強度因子的吻合度很好，由此可驗證本文的建模方法是合理的，計算的精度是滿足要求的。圖2表面點應力強度因子對比圖3最深點應力強度因子對比2.2焊趾應力強度因子修正系數Mk分析應力強度因子修正系數的計算式為plateweld/aKKMk(1)式(1)中：Kweld為肘板趾端處表面裂紋的應力強度因子；Kplate為平板上相同表面裂紋的應力強度因子。在擬合趾端應力強度因子修正系數時，需考慮各種參數的影響。已有很多學者對該問題進行研究，其中：韓蕓等[11]對T型節(jié)點進行研究，認為裂紋形狀比、裂紋深度與板厚比（ta/）和焊趾角均為影響因素，但主要影響因素為裂紋深度與板厚比，其次為裂紋形狀比；劉帆等[6]對趾端底板上的表面裂紋擴展進行研究，發(fā)現裂紋長度與焊縫長度的比值的影響較大；孔小兵等[7]對集裝箱船縱骨端部進行研究，認為扶強材的寬度也有一定的影響。除了以上影響因素以外，在擬合焊趾處裂紋應力強度因子時，還需考慮焊趾的形狀，在實際工程中，焊趾過渡階段是呈圓弧形狀的（見圖4），而上述研究都是按錐形建模的（見圖5），這與實際情況不太相符。此外，在計算縱骨端部的應力強度因子時，腹板存在與否及其厚度也有一定的影響。根據實際LNG船垂直端部焊趾的形狀，本文采用圖6所示的模型進行計算，模擬網格的合理性和計算結果的精確度已進行驗證。對于端部焊趾?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]大型集裝箱船甲板縱骨節(jié)點疲勞壽命預報方法[J]. 羅盼,黃小平,孔小兵. 船舶與海洋工程. 2016(06)
[2]集裝箱船縱骨端部焊趾處表面裂紋應力強度因子計算[J]. 孔小兵,黃小平,羅盼. 中國造船. 2016(02)
[3]集裝箱船典型疲勞評估節(jié)點應力強度因子計算[J]. 劉帆,黃小平. 中國造船. 2015(01)
[4]基于奇異元計算分析裂紋尖端應力強度因子[J]. 陳景杰,黃一,劉剛. 中國造船. 2010(03)
[5]T型接頭焊趾表面裂紋應力強度因子的簡化計算方法[J]. 韓蕓,黃小平,崔維成,胡勇. 中國造船. 2006(01)
本文編號：3062656
【文章來源】：船舶與海洋工程. 2020,36(02)
【文章頁數】：9 頁
【部分圖文】：
平板模型表面裂紋之后1
20船舶與海洋工程2020年第2期個表面裂紋，在拉力F=100MPa的作用下，計算裂紋表面點和最深點的應力強度因子，并將計算結果與采用Newman-Raju經驗公式計算得到的結果相比較，結果見圖2和圖3。由圖2和圖3可知，最深點的應力強度因子與表面點的應力強度因子的吻合度很好，由此可驗證本文的建模方法是合理的，計算的精度是滿足要求的。圖2表面點應力強度因子對比圖3最深點應力強度因子對比2.2焊趾應力強度因子修正系數Mk分析應力強度因子修正系數的計算式為plateweld/aKKMk(1)式(1)中：Kweld為肘板趾端處表面裂紋的應力強度因子；Kplate為平板上相同表面裂紋的應力強度因子。在擬合趾端應力強度因子修正系數時，需考慮各種參數的影響。已有很多學者對該問題進行研究，其中：韓蕓等[11]對T型節(jié)點進行研究，認為裂紋形狀比、裂紋深度與板厚比（ta/）和焊趾角均為影響因素，但主要影響因素為裂紋深度與板厚比，其次為裂紋形狀比；劉帆等[6]對趾端底板上的表面裂紋擴展進行研究，發(fā)現裂紋長度與焊縫長度的比值的影響較大；孔小兵等[7]對集裝箱船縱骨端部進行研究，認為扶強材的寬度也有一定的影響。除了以上影響因素以外，在擬合焊趾處裂紋應力強度因子時，還需考慮焊趾的形狀，在實際工程中，焊趾過渡階段是呈圓弧形狀的（見圖4），而上述研究都是按錐形建模的（見圖5），這與實際情況不太相符。此外，在計算縱骨端部的應力強度因子時，腹板存在與否及其厚度也有一定的影響。根據實際LNG船垂直端部焊趾的形狀，本文采用圖6所示的模型進行計算，模擬網格的合理性和計算結果的精確度已進行驗證。對于端部焊趾?
20船舶與海洋工程2020年第2期個表面裂紋，在拉力F=100MPa的作用下，計算裂紋表面點和最深點的應力強度因子，并將計算結果與采用Newman-Raju經驗公式計算得到的結果相比較，結果見圖2和圖3。由圖2和圖3可知，最深點的應力強度因子與表面點的應力強度因子的吻合度很好，由此可驗證本文的建模方法是合理的，計算的精度是滿足要求的。圖2表面點應力強度因子對比圖3最深點應力強度因子對比2.2焊趾應力強度因子修正系數Mk分析應力強度因子修正系數的計算式為plateweld/aKKMk(1)式(1)中：Kweld為肘板趾端處表面裂紋的應力強度因子；Kplate為平板上相同表面裂紋的應力強度因子。在擬合趾端應力強度因子修正系數時，需考慮各種參數的影響。已有很多學者對該問題進行研究，其中：韓蕓等[11]對T型節(jié)點進行研究，認為裂紋形狀比、裂紋深度與板厚比（ta/）和焊趾角均為影響因素，但主要影響因素為裂紋深度與板厚比，其次為裂紋形狀比；劉帆等[6]對趾端底板上的表面裂紋擴展進行研究，發(fā)現裂紋長度與焊縫長度的比值的影響較大；孔小兵等[7]對集裝箱船縱骨端部進行研究，認為扶強材的寬度也有一定的影響。除了以上影響因素以外，在擬合焊趾處裂紋應力強度因子時，還需考慮焊趾的形狀，在實際工程中，焊趾過渡階段是呈圓弧形狀的（見圖4），而上述研究都是按錐形建模的（見圖5），這與實際情況不太相符。此外，在計算縱骨端部的應力強度因子時，腹板存在與否及其厚度也有一定的影響。根據實際LNG船垂直端部焊趾的形狀，本文采用圖6所示的模型進行計算，模擬網格的合理性和計算結果的精確度已進行驗證。對于端部焊趾?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]大型集裝箱船甲板縱骨節(jié)點疲勞壽命預報方法[J]. 羅盼,黃小平,孔小兵. 船舶與海洋工程. 2016(06)
[2]集裝箱船縱骨端部焊趾處表面裂紋應力強度因子計算[J]. 孔小兵,黃小平,羅盼. 中國造船. 2016(02)
[3]集裝箱船典型疲勞評估節(jié)點應力強度因子計算[J]. 劉帆,黃小平. 中國造船. 2015(01)
[4]基于奇異元計算分析裂紋尖端應力強度因子[J]. 陳景杰,黃一,劉剛. 中國造船. 2010(03)
[5]T型接頭焊趾表面裂紋應力強度因子的簡化計算方法[J]. 韓蕓,黃小平,崔維成,胡勇. 中國造船. 2006(01)
本文編號：3062656
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