一种基于疲劳强度的船体结构优化简化计算方法技术

本发明专利技术属于船体结构优化设计技术领域，具体涉及一种基于疲劳强度的船体结构优化简化计算方法。本发明专利技术通过船体典型节点结构在某一计算浪向的特定计算频率下，结构热点应力与该浪向的疲劳累积损伤度的关系，以及其每个计算浪向疲劳累积损伤度与疲劳累积总损伤度的关系，给出了一种基于疲劳强度的船体结构优化简化计算方法，该方法可以有效地解决由于船体结构疲劳损伤较大的位置往往是结构较为复杂的部位。相比于因谱分析方法计算过程较复杂，从而导致计算工作十分繁重的问题，本发明专利技术可以极大减少计算工作量，提高计算效率，为基于谱分析方法开展结构疲劳强度的优化设计带来极大便利。

【技术实现步骤摘要】
一种基于疲劳强度的船体结构优化简化计算方法
本专利技术属于船体结构优化设计
，具体涉及一种基于疲劳强度的船体结构优化简化计算方法。
技术介绍
疲劳破坏是船体结构主要的失效模式之一，对于结构中出现的疲劳裂纹，需要及时进行修补，否则，裂纹扩展到一定程度将导致船体结构的灾难性破坏。世界上几大船级社都对疲劳强度校核进行了相关的规定，目前各国船级社提出的疲劳强度评估方法主要可分为简化计算和直接计算；直接计算又分为设计波法和谱分析法。其中，谱分析方法是首先计算目标船的不同装载工况、浪向和计算频率下的波浪载荷以及船体结构应力响应，进而得到应力传递函数；然后，结合特定海域的海浪谱和海况资料获得应力响应谱及应力的短期分布；最后，基于线性累积损伤理论并选取相应的曲线，计算得到疲劳评估部位总的累积损伤度；谱分析方法的流程见图1所示。事实上，船体结构的初始设计方案并非均能满足结构疲劳强度设计使用寿命的要求；因此，在实际的船体典型节点结构疲劳强度评估时，需要对无法满足设计要求的船体结构进行优化设计研究，常用的方法是根据形成的结构优化设计方案不断修改船体结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于疲劳强度的船体结构优化简化计算方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：输入船体结构模型、待计算的浪向u和该浪向的频率ω，将船体结构模型转化为有限元分析模型；/n步骤2：对船体结构的有限元分析模型进行疲劳强度评估，获取船体结构的疲劳热点；/n步骤3：对船体结构的疲劳热点施加n种不同角度的浪向，获取在每种浪向下疲劳热点处的疲劳累积损伤度D

【技术特征摘要】
1.一种基于疲劳强度的船体结构优化简化计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：输入船体结构模型、待计算的浪向u和该浪向的频率ω，将船体结构模型转化为有限元分析模型；
步骤2：对船体结构的有限元分析模型进行疲劳强度评估，获取船体结构的疲劳热点；
步骤3：对船体结构的疲劳热点施加n种不同角度的浪向，获取在每种浪向下疲劳热点处的疲劳累积损伤度Di，i＝1,2,…,n；选择对应疲劳累积损伤度最大值的浪向，作为最危险浪向；最危险浪向对疲劳热点的疲劳累积损伤度为Dmax；
步骤4：计算在最危险浪向下，疲劳热点的疲劳累积损伤度Dmax与总损伤度D的确定性关系系数p；



步骤5：对船体结构的疲劳热点施加不同的频率的最危险浪向，获取疲劳热点在最危险浪向下的RAO曲线图，选择对应结构热点应力最大值的频率，作为最危险频率，并获取该结构热点应力最大值σmax；
步骤6：计算疲劳热点的结构热点应力与浪向疲劳累积损伤度的关系系数R；



其中，m为设定的常数；
步骤7：计算对疲劳热点施加频率为ω的浪向u时，疲劳热点处的结构热点应力σhot；
步骤8：计算对疲劳热点施加频率为ω的浪向u时，疲劳热点处的疲劳累积总损伤度Du；





2.根据权利要求1所述的一种基于疲劳强度的船体结构优化简化计算方法，其特征在于：所述的步骤7中计算对疲劳热点施加频率为ω的浪向u时，疲劳热点处的结构热点应力σhot的方法具体为：
选取...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉超，任慧龙，冯国庆，周学谦，李陈峰，孙士丽，刘宁，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23