主管单位:中国船舶重工集团公司
主办单位:中国舰船研究院、中国船舶信息中心
地址:北京市朝阳区科荟路55号院
邮编:100101
电话:010-83027274
传真:
E-Mail:
刊号:ISSN ISSN:1672-7649
        CN CN:11-1885/U
国内发行代号:
国际发行代号:
发行范围:国内外公开发布
定价:50元/册
定价:600元/年

您所在位置:首页->过刊浏览->2018年40卷6期



循环载荷作用下铝合金船体板架结构疲劳特性研究
Research on fatigue characteristics of aluminum alloy hull plate-frame structure under cyclic load
李梦伟, 刘敬喜, 赵耀, 缪素菲
点击:275次 下载:0次
DOI:
作者单位:华中科技大学 船舶与海洋工程学院, 湖北 武汉 430074
中文关键字:铝合金船体;典型节点;疲劳试验;Ansys/Fe-safe;S-N曲线;疲劳寿命
英文关键字:aluminum alloy hull; typical node; fatigue experiment; Ansys/Fe-safe; S-N curve; fatigue life
中文摘要:为研究铝合金船体板架结构疲劳特性,寻求循环载荷作用下船体板架结构疲劳寿命变化规律。本文以铝合金船体板架结构为研究对象,设计制作不同节点实尺度板架模型,开展循环载荷作用下铝合金船体板架结构疲劳试验,获取试验中测点应力与循环加载次数等数据,并采用Ansys/Fe-safe平台建立模型进行疲劳仿真分析,将仿真得到节点板架S-N曲线与试验结果进行对比分析。结果表明:1)铝合金板架结构疲劳破坏模式存在一般性规律,节点2板架疲劳性能更好;2)试验与仿真得到节点板架疲劳裂纹萌生及破坏位置一致,且试验测得热点应力、循环寿命与仿真水平基本相当,揭示了节点板架结构断裂原因在于高载循环应力下产生的疲劳损伤;3)拟合得到试验与仿真S-N曲线吻合度较高,且试验曲线更偏于保守、安全。研究成果可为铝合金船体板架结构疲劳强度评估及寿命预测提供参考。
英文摘要:Researching on fatigue characteristics of typical node plate-frame structure of the aluminum alloy hull, seeking the rule of hull plate-frame structure fatigue life under cyclic high load. Based on aluminum alloy hull plate-frame structure as the research object, designing and producing real scale frame model for different node forms, conducting fatigue experiment of the plate-frame structure of aluminum alloy hull under recycle high load, getting in the process of measured data including equivalent stress and cyclic loading times from fatigue experiment. And modeling fatigue simulation analysis based on ANSYS/Fe-safe platform,Fitting experiment and simulation S-N curve for different node plate-frame structure. As a result, 1.Two nodes plate-frame structure fatigue damage exists general rule, The fatigue property of node 2 frame structure is better; 2. The result of experiment and simulation show that node plate-frame structure fatigue damage locations and forms are basically identical, and the same as equivalent stress and fatigue life level, which verifys the reliability of experiment results, revealing node plate-frame structure fracture due to cyclic stress fatigue; 3. The experiment fitting S-N curve is similar to simulation. Besides, the experiment curve is more conservative and safe, which could provide the reference of fatigue strength assessment and life prediction for aluminum alloy hull plate-frame structure.
2018,40(6): 18-24 收稿日期:2017-10-12
DOI:10.3404/j.issn.1672-7649.2018.06.005
分类号:U663.2
作者简介:李梦伟(1993-),男,硕士研究生,研究方向为船舶结构设计
参考文献:
[1] 王禹华. 船用铝合金的几种焊接方法[J]. 机械制造, 2012, 50(571):43-46.
[2] 林学峰. 铝合金在舰船中的应用[J]. 铝加工, 2003(1):10-11.
[3] 王炜炜, 刘敬喜, 龚榆峰, 等. 基于谱分析法的穿浪双体船典型节点疲劳强度评估[J]. 中国造船, 2013, 54(4):19-27.
[4] 郑镜华. 铝合金高速船波浪载荷及疲劳强度研究[D]. 大连:大连海事大学. 2015.
[5] 吴双辉. 两种频率对A7N01焊接接头疲劳性能影响及寿命预测模型[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2012.
[6] 徐峰. 2024-T4铝合金疲劳裂纹扩展行为的试验研究及数值模拟[D]. 杭州:浙江工业大学, 2012.
[7] SERROR M, MARCHAL N. Simulation of behavior of fatigue cracks:a complete industrial process on a typical connetion in a FPSO[C]//Proceedings of the ASME 200928th Internationl Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering OMAE2009 Honolulu, Hawaii, May 31-June 5, 2009.
[8] 任慧龙, 崔兵兵, 冯国庆, 等. 船舶上层建筑端部实板厚疲劳试验研究[J]. 哈尔滨工程大学学报, 2015, 36(1):1-5.
[9] 竺一峰, 胡嘉骏, 张凡, 等. 船体结构典型节点疲劳模型试验[J]. 舰船科学技术, 2013, 35(9):24-30.
读者评论

      读者ID: 密码:   
我要评论:
国内统一连续出版物号:CN:11-1885/U |国内发行代码: |国际标准出版物号:ISSN:1672-7649 |国际发行代码:
主管单位:中国船舶重工集团公司  主办单位:中国舰船研究院、中国船舶信息中心
版权所有©2018舰船科学技术》编辑部 京ICP备0000000号
本系统由北京菲斯特诺科技有限公司设计开发 技术支持
您是本站第728432名访问者