刘汶征, 王 璞

(中国船舶及海洋工程设计研究院， 上海 200011)

0 引 言

应力集中是指工程构件局部区域的应力急剧增大的现象，一般出现在构件截面尺寸或形状突然变化的区域，如开孔、切口、沟槽和具有刚性约束的地方。

船舶作为复杂的大型工程结构，其中不乏人孔、气孔和流水孔等开孔区域，为避免因应力集中而产生疲劳裂纹等破坏，需在结构设计过程中对这些开孔区域的应力集中系数进行评估和优化。

谭林等针对中心带有圆孔的有限宽平板，利用软件ABAQUS研究了孔边应力集中系数与描述板宽和孔径相对尺寸的特征参数之间的关系，分析了不同形状的椭圆孔口的应力集中问题；顾俊采用有限元方法计算了强力桁材腹板上开圆孔和腰圆孔之后的应力集中系数问题，分析了开孔的垂向位置、宽度和长度对应力集中系数的影响，并运用应力释放原理对应力集中进行了优化；张锦岚等针对加筋圆柱开孔结构的应力集中问题，基于参数化建模分析程序，讨论了多参数对开孔周围应力集中的影响；丁运来等对压缩、弯曲载荷作用下的船舶双层底结构骨材开孔孔边的应力分布进行了有限元计算，为船体骨材贯穿孔结构的优化设计提供参考。

现有某一浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading，FPSO)工程项目，因为在其艏楼甲板上设置有单点系泊系统，所以甲板上的开孔受到了严格的限制，为降低开孔附近的应力集中系数，需对甲板开孔区域进行结构加强。……