CH5-2-疲勞強度直接計算法-2014-03-26

5.3疲勞評估的直接計算法5.3.1概述簡化方法受船型限制，對各船型用直接計算1.疲勞評估的直接計算是相對于其簡化方法而言。特點：1）由波浪載荷軟件直接得到疲勞載荷;2）用結構有限元分析得到應力響應和應力范圍.2.基于譜分析的疲勞評估方法1）應力范圍的分布采用分段連續(xù)模型。每個連續(xù)分布模型對應于一個航行工況，即短期分布。一定裝載，一定海況（、），一定，V一定。

疲勞載荷：2）船舶在波浪中的運動響應及載荷響應按線性理論得到。3）應力響應、應力范圍通過結構有限元分析計算應力響應。對每個短期分布，用瑞利分布，統(tǒng)計參數（方差）用譜分析法得到。4）疲勞損傷時各短期疲勞損傷的組合，各短期損傷按分段連續(xù)模型得到。應力響應波浪載荷應力響應譜和短期分布疲勞累積和損傷S-N曲線軟件有限元模型海浪譜和海況資料

3.計算過程流程圖：5.3.2計算過程要點各環(huán)節(jié)以前均有介紹，綜合應用。1.譜分析法----RAO，對應單位波幅應力響應----海浪譜----應力響應譜注意長峰波→短峰波

應力峰值服從瑞利分布應力范圍窄帶譜2.應力響應函數定義：單位波幅的應力響應方法一：時歷計算，每個周期取若干個計算點,取峰值。

方法二：線性系統(tǒng)，復數振幅計算法前提：線性系統(tǒng)原理：不計阻尼，船體結構運動方程

----各運動分量幅值列向量，復數形式----各外力幅值列向量，復數形式----質量矩陣----波浪（遭遇）頻率對于船體，外力即是船體濕表面水動壓力的合力。

慣性力水動壓力積分

代入上式：對應兩個狀態(tài)加載進行結構分析幅值應力RAO

3.應力響應的有限元分析（符合一般原則）1）模型建立a、全船模型b、艙段模型

2）節(jié)點選取a、必選節(jié)點(規(guī)范規(guī)定)b、篩選節(jié)點(根據應力分析結果-----粗網格分析)3）熱點應力網格細化---------網格尺寸t量級嵌入式應力集中模型或獨立子結構模型。

4）應力分析。（平衡狀態(tài)）慣性力

5）提取應力a、熱點（細化）直接取，插值(CCS規(guī)范，HCSR規(guī)范中有關插值方法的規(guī)定)b、一般情況，名義應力應力集中系數

4.平均應力修正考慮平均應力影響，采用Goodman修正。應力范圍→等效應力范圍平均應力對于應力比R=0的S-N曲線

----平均應力，靜水載荷引起，有加載的有限元計算得到----材料抗拉極限強度修正物理意義：用代替S-N曲線中的S。5.疲勞累積損傷計算對某一海況i，航向j，V、D一定，航行時間（由海況i和航向j出現(xiàn)概率定海況i出現(xiàn)概率←海況分布表）航向用j出現(xiàn)概率等分原則1/12=2/12=…..，1/1230°

考慮平均應力修正后：A-----選用S-N曲線的參數A：單位時間循環(huán)次數因與不同，還需要數值計算。

對于設計壽命期