船舶结构疲劳的诱发因素与强度评估方法

随着船舶规模的不断扩大和航行环境的复杂化,船舶结构承受的疲劳载荷日益增加,导致疲劳损伤的发生频率显著上升,针对船舶结构疲劳的诱发因素及其强度评估方法的研究非常必要。本文对船舶结构疲劳的诱发因素进行了比较深入的分析,在此基础上,进一步探讨了S-N曲线法、装载状态评估法以及船体梁应力评估法等船舶结构的强度评估方法,进而能够更准确地预测船舶结构的疲劳寿命,并为优化船舶设计与维护策略提供理论支持。

海洋平台结构疲劳损伤与寿命预测方法

在系统地分析和总结国内外有关海洋工程结构的疲劳损伤及其寿命可靠性评估方法研究的基础上 ,提出了基于随机疲劳理论的海洋平台结构疲劳可靠性分析方法 ,以此作为结构疲劳理论发展的主要方向之一 .在此方法中 ,结合海洋工程结构的特点 ,提出了疲劳应力范围分布模型的修正 ,将疲劳寿命划分为疲劳裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命两个阶段 .采用体系可靠度理论 ,分析了结构疲劳全寿命及其可靠性 ,然后将此方法运用到中国南海某一平台结构 。

集装箱起重设备振动特性及其对结构疲劳寿命的影响研究

本研究针对特定种类的集装箱门式吊车的振动特性及其对使用年限的影响进行了细致剖析。首先,使用高级数据收集设备,对升降装置在不同操作模式下的振动数据进行了详细分析和检验,应用全面的时频分析技术,确定了主要的振源和频率特点。接着,依据Palmgren-Miner线性累积损伤理论,结合振动测试结果,估算出设备关键部件在多种工作环境下的累积疲劳损害。数据分析显示,振动强度的增大会显著加速机械结构的磨损速度。最后,介绍了几种有效的振动减缓和减振方法,以延长设备的工作周期。本研究为集装箱起重机械的振动控制和寿命预测提供了关键的技术框架和支持。

考虑整车动力学特性的高速列车车体结构疲劳仿真

高速列车车体的结构疲劳问题,关键还是轻量化设计导致的强度、刚度和寿命变化后产生的问题。论文提出一种新混合模拟技术,主要是结合多学科优化系统理论,采用并行优化算法,进行结构疲劳可靠性设计。核心是利用多体动力学和有限元法混合模拟技术在进行结构疲劳设计时考虑整车动力学特性,分析线路典型工况下结构振动特性和结构疲劳损伤之间的作用机理,考虑典型载荷工况和其他不确定因素影响。并且采用随机统计概率方法和多目标优化手段进行结构疲劳设计。以某型高速车体结构作为算例,并通过试验验证。仿真计算结果表明,这种方法可以从整车动态特性的角度系统研究车辆振动特性和结构疲劳性能之间的相互作用机理,还可以及时有效地解决工程结构疲劳设计优化的问题。

浮式生产储油轮船艏结构疲劳分析

由单点平台系泊的浮式生产储油轮的船艏结构承受着交变系泊力作用。通过详细的艏部结构有限元模型,进行了应力分析,应用S-N曲线和Miner线性疲劳累积损伤原理,进行了疲劳分析,预报了焊缝疲劳寿命。

基于模态叠加法的焊接结构疲劳寿命预测方法研究

针对焊接结构疲劳寿命预测,从动力学的角度提出了一种基于模态叠加法的动态结构应计算方法,并验证了其可行性与正确性,该方法以时变载荷作用下焊接结构的动平衡为基础,考虑结构自身振动加速度对用于评价焊缝疲劳寿命的结构应力的影响,实现了动态载荷下焊接结构的动态结构应力计算,有效地拓宽了主S-N曲线疲劳预测方法的应用领域。

焊接结构疲劳强度和疲劳寿命研究现状及展望

焊接广泛应用于压力容器、车辆等工程结构中,是机械结构重要的连接方式,基于应力的疲劳特性分析是其中的重要问题。综述目前国内外焊接接头疲劳强度理论研究现状,总结和对比各种焊接接头疲劳寿命评价方法优缺点及适用范围,为工程实际应用中分析焊接结构的疲劳寿命及安全性评估提供参考。指出基于应变的结构疲劳寿命预测是未来研究重点。

结构疲劳寿命及可靠度的神经网络预测方法

基于疲劳曲线,考虑应力范围的随机性,获得了结构疲劳寿命所服从的分布,计算出期望寿命的可靠度.采用人工神经网络后向传播BP模型,把应力范围与所期望的疲劳寿命作为输入节点,期望疲劳寿命的可靠度作为输出节点;或者把应力范围与所期望的可靠度作为输入节点,期望可靠度下的疲劳寿命作为输出节点,进行网络学习,建立应力范围、结构疲劳寿命及可靠度之间的关系,用于预测某应力范围下所期望可靠度的疲劳寿命,或者所期望疲劳寿命的可靠度.通过具体算例表明该方法正确,精度满足工程要求.

结构疲劳试验控制系统关键技术

介绍了多通道结构疲劳试验控制系统的原理和功能。总结了系统产品从早期面向小型结构件试验控制到面向大型结构件协调控制的发展历程。重点分析了最新产品采用的分布式控制技术、多种协调加载技术及其特点、试验配置技术、实时数据处理技术和试验载荷谱编制技术等关键技术。最后指出了多通道结构疲劳试验控制系统产品向软件智能化、界面图形化、模块通用化、产品系列化等方向发展的趋势。

辽东湾锥体平台结构疲劳冰荷载的蒙特卡洛模拟

利用辽东湾JZ20-2海域的海冰现场监测和数值推算资料,确定了海冰的厚度、速度和弯曲强度等海冰参数的概率分布特征;通过构造锥体结构动冰力函数,对该海域锥体平台结构的疲劳冰荷载进行了蒙特卡洛模拟.统计结果表明冰力幅值和冰力周期均符合对数正态分布.为更加合理地确定锥体平台结构的疲劳冰荷载,对冰力幅值和周期进行了联合概率分析.研究成果可用于辽东湾JZ20-2海域锥体平台结构的可靠性设计和疲劳寿命评估。

基于响应面的结构疲劳寿命6σ稳健优化设计

针对结构疲劳寿命离散性较大的问题,将响应面法、6σ稳健设计与疲劳寿命设计相结合,提出一种提高结构疲劳寿命稳健性且减轻结构质量的方法。该方法先用对设计参数进行拉丁超立方采样,用有限元法计算结构疲劳关键点处的平均应力和对称应力谱;然后采用Miner法求出结构关键点处的疲劳寿命,构造出疲劳寿命的响应面模型;最后基于响应面模型对结构进行疲劳寿命的6σ稳健优化设计。对某型搅拌车副车架进行了疲劳寿命稳健优化设计的结果表明,该方法在保证副车架疲劳寿命可靠性满足设计要求的基础上,有效提高其疲劳寿命的稳健性,减轻其结构质量。

一种新的结构疲劳寿命分析的概率-模糊-区间混合模型

为解决混合变量下的结构疲劳寿命分析问题,建立了同时含有概率、模糊、区间变量的结构疲劳寿命分析模型,采取对模型中的模糊变量取截集的方法,使模糊变量退化为相应的区间向量,相当于将问题化为仅含有随机变量和区间变量的结构疲劳寿命分析问题。依照概率和非概率寿命分析方法得到在截集水平α下的随机变量为自变量的疲劳寿命下限估计值表达式,采用数值积分的方式得到只含有随机变量的结构疲劳寿命上、下限值表达式,最后根据概率疲劳寿命分析方法可以得到一定置信度下的寿命上、下限值。算例结果表明:本文方法能够解决含概率-模糊-区间混合变量的结构疲劳寿命分析问题,不仅拓展了非概率在疲劳寿命分析中的应用范围,也是对非概率疲劳寿命分析方法的理论补充。

焊接缺陷对结构疲劳性能影响智能综合评判

采用模糊推理与人工神经网络技术相结合方法 ,就焊接缺陷对结构疲劳性能影响作了模糊综合评判 ,其与实验结果一致。

结构疲劳试验寿命数据分布类型对其使用寿命的影响

对于飞机结构疲劳试验寿命数据,工程上一般采用概率纸结合相关系数法来确定其分布类型,但用此方法,有时同一试验数据既能通过对数正态分布又能通过双参数Weibull分布的检验,而不同分布时疲劳寿命分散系数不同,用不同分散系数计算出的结构使用寿命有时会有较大的差别,给结构的定寿延寿工作带来困难。本文对此问题进行了研究,结论为:当可靠度要求低于99%时,可以采用概率纸结合相关系数法来确定其分布类型;当可靠度高于99%时,应该采用效率较高的分布检验法。

钢结构疲劳可靠度设计方法的研究进展

高周循环荷载作用下钢结构疲劳可靠度设计方法是过去三十多年研究的热点和难点问题。首先总结钢结构疲劳失效极限状态方程的6个失效准则,回顾国内外钢结构规范疲劳可靠度设计方法;其次,介绍基于S-N曲线的构造分类法和断裂力学方法的钢结构疲劳可靠度评估的两个方法,简述按这两种方法建立钢结构疲劳失效极限状态方程的基本原理,其中重点论述几个典型的涉及非线性、动态特性的疲劳失效极限状态方程;最后对钢结构疲劳可靠度设计方法需要进一步研究的问题进行探讨。

结构疲劳寿命分析软件的开发及应用

采用VC ++和Matlab混合编程开发出了一套界面友好、可移植性强的结构疲劳寿命分析软件

42000吨散货船结构疲劳可靠性评估

本文从可靠性概念出发，对沪东造船厂建造的42000吨散货船甲板角隅结构疲劳强度进行安全评估。评估中考虑了疲劳数据的离散性、应力分析的误差以及波浪载荷的随机性等不确定因素，结果表明，该船甲板角隅的疲劳可靠性水平在0．98以上，即失效概率小于0．02，较好地反映了该船的实际情况。该评估方法也可用于集装箱船甲板大开口疲劳安全评估。选择合适的可靠性水平，保证角隅恰当的疲劳强度，避免角隅疲劳裂纹的产生，对集装箱船结构安全具有实际意义。

基于南海环境的半潜式生产储油平台船体结构疲劳设计及应用

南海环境下板壳式浮体结构的疲劳现象严重,在30 a不回坞寿命需求下的半潜式生产储油平台船体结构疲劳设计面临巨大的挑战。开展半潜式生产平台疲劳计算分析,结合平台特征给出船体结构疲劳热点区域,分析不同规范的疲劳要求及改善建议,研究适用的结构疲劳改善措施,对不同设计方案进行对比分析,给出延长肘板趾端、角焊缝、对接焊缝疲劳寿命的施工方案,制定平台在位检验手段及计划,并在船体建造中通过高质量的施工及检测手段保障建造质量。疲劳设计成果在项目建造中成功实施,为平台在位安全运行提供重要保障。