基于《船体结构疲劳强度指南》的有限元改进算法
2021-02-10张未,於锐
江苏船舶 2021年6期
张 未,於 锐
(1.上海市港航事业发展中心,上海 200002;2.江苏省交通运输综合行政执法监督局,江苏 南京 210004)
0 引言
疲劳破坏是船舶结构的主要破坏形式之一。自20世纪70年代以来,船舶大型化及高强度钢的普遍使用引起了结构设计尺度和形式上的优化,而这两大趋势使得船体结构疲劳问题尤为突出。目前,疲劳强度校核已成为设计过程和船级社规范的一部分。中国船级社于2021年对《船体结构疲劳强度指南》(2018)进行修订,并正式发布了疲劳强度设计校核的指导性文件《船体结构疲劳强度指南》(2021)(以下简称《指南》)。其主要修订内容如下:(1)根据市场需求和技术的发展,对液化气体运输船相关内容进行修订完善;(2)对设计应力范围增加材料强度修正,增加腹板热点应力插值方法;(3)增加焊接改善方法。
迄今为止,基于谱分析法和有限元法的详细分析方法被公认为最完善的方法。周广喜等基于谱分析方法对超大型集装箱船纵骨贯穿孔进行了疲劳强度分析。分析人员通过应用成熟的结构疲劳有限元分析软件包,在初始设计阶段即可从整体上掌握结构各个细节的疲劳强度分布情况,对疲劳热点区域一目了然,然后针对性地对各种设计参数作进一步设计,并即时获得计算结果。该方法避免了传统设计方法中“设计→验证→重设计”的循环,大大节省了设计时间和成本。但是,近年国内对此方法研究的相关资料较少。
本文将MSC.FATIGUE通用有限元疲劳分析软件包同《指南》等相关规范结合起来,按照其最新要求,采用MSC.FATIGUE进一步改善船体疲劳强度分析算法,并通过算例分析总结出主要思路及经验。……
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