船体结构低周疲劳寿命直接计算法

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1、分类号学号M201271424学校代码10487密级硕士学位论文船体结构低周疲劳寿命直接计算法学位申请人：袁锐学科专业：船舶与海洋结构物设计制造指导教师：解德教授答辩日期：2015.5.16ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheDirectAnalysisApproachtoComputetheLifeofLowcycleFatigueofShipStructur

2、esCandidate:YuanRuiMajor:DesignandConstructionofNavalArchitectureandOceanStructureSupervisor:Prof.XieDeHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成

3、果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文

4、作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月华中科技大学硕士学位论文摘要船舶与海洋工程结构物长期处于风浪流等周期性载荷作用下，应力集中的局部位置容易产生疲劳问题。对于潜艇、深潜器、FPSO等承受周期性的较大载荷作用的结构物，局部的应力值超过材料的屈服应力，必须考虑结构物的低周疲劳（应变疲劳）问题。本文基于疲劳问题的宏观机理，研究结构物在对称循环载荷作用下的低周疲劳寿命计算方法。结构物产生疲劳问题的原因是局部应力集中处不可逆转的塑性应变的累积。因此，首先研究材料的单调应力-应变曲线和循环应力-应变曲线及两者之间的

5、关系，这是计算低周疲劳寿命的基础。本文研究结构危险点应力应变的计算方法，验证Neuber假设的正确性并针对其缺陷提出相应改进方法，即基于弹性分析的Neuber方法。计算结构低周疲劳寿命的曲线主要有两种：应力-寿命曲线、应变-寿命曲线。考虑到应变-寿命曲线的缺陷，提出适用于低周疲劳计算的伪热点应力方法，并给出基于伪热点应力的低周疲劳寿命曲线设计方法。基于伪热点应力的方法可以避开复杂的弹塑性分析，直接通过弹性分析得到结构的低周疲劳寿命。疲劳寿命估算方法主要包括三大内容。结合三大内容中的不同计算方法，给出两种典型的低周

6、疲劳寿命计算方法：弹塑性计算法、弹性计算法。根据疲劳问题的宏观机理提出直接计算法，利用不同的典型算例验证三种方法的正确性，并分析其适用范围及改进思路。关键词：应力-应变关系；低周疲劳；Neuber公式；直接计算法I华中科技大学硕士学位论文AbstractShipandoceanengineeringstructuresareundertheactionofwind,oceancurrentandseawaves,thelocationwherestressesconcentratedareeasysubjecte

7、dtofatigue.Wemusttakelowcyclefatigueintoconsideration,forthelocalstressislargerthantheyieldstressamongthestructuressuchassubmarines,deepseavehiclesandFPSOs.Inthisarticle,wecalculatethelowcyclefatiguelifeofstructuresundercyclicloadingbasedonthemacromechanismof

8、fatigueproblem.Thefatigueproblemsofstructuresareessentiallycausedbytheaccumulationofirreversibleplasticstrain.Therefore,wefirstlystudythestress-strainrelationshipofmaterials.Inthisarticle