疲劳强度分析.doc

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1、0分析方法对于吊基座的疲劳计算主要考虑波浪产生的环境载荷和吊操作过程中产生的循环载荷。对于吊基座的疲劳分析采用基于S-N曲线的线累积损伤方法，在进行疲劳分析的时候，对疲劳损伤起显著作用的应力范围均应予考虑。1Palmgren-Miner线性累积损伤理论(1)其中,=累计疲劳损伤S-N曲线参数=S-N曲线反斜率=应力范围考虑的数量=应力范围为时的应力循环次数=所考虑节点相关S-N曲线中得到的对应应力循环次数=利用系数疲劳强度分析要考虑所用可能的工况，应力范围的数量应该足够多来确保疲劳强度的可靠性。结构在设计寿命期间内的累积损伤度D应满足下式要求：D≤1.0(2)。2疲劳分析的典型位置在进行疲

2、劳强度分析的时候，除了考虑循环载荷外，还要选择容易发生疲劳破环的位置，下面是疲劳分析的典型位置。a)肘板趾尖的位置b)几何形状过渡位置c)开孔位置d)板连接的位置，一般是板连接处未对齐2.1周期性载荷的施加由于周期性载荷对结构的疲劳寿命起主要作用，包括环境加速度.表1输入载荷工况周期载荷XYZ单位1环境加速度0.8031.892-13.453弯矩-2549.5511853.05-2580.62环境加速度0.8031.892-13.453弯矩-11853.05-2549.55-2580.62.2有限元网格的划分根据疲劳区域有限元网格的特殊要求，需要在疲劳计算的区域进行网格细化，以便合理的捕捉

3、到结构的热点应力数值。一般情况下，网格的大小取板厚尺寸的大小或者取一半板厚的尺寸，疲劳区域网格有限元模型.3疲劳寿命计算3.1疲劳寿命的选择吊疲劳寿命的选择，主要根据实际工作中的使用频率和工作载荷来确定。表2显示了分类和疲劳寿命的规定。表2分类和疲劳寿命分类使用频率疲劳周期1不经常使用630002连续的使用6300001,疲劳寿命为63000。3.2应力的选取作为疲劳计算的应力应该是同一位置下对称工况的应力数值。根据船级社要求，热点应力作为疲劳计算的应力值。热点应力的选择有以下两种方法。a)对热点应力位置0.5t和1.5t位置处的应力值进行线性差补。b)1.12倍的0.5t位置处的应力值。

4、在此计算中采取方法2，读取0.5t位置处的最大主应力然后放大1.12倍。表7为从Abaqus有限元结构模型中读取的每一种工况下肘板趾位置的最大应力和经过计算后热点应力幅值。3.3S-N曲线的选取根据不同的焊接形式和结构形式选取不同的S-N曲线。曲线D作为肘板趾尖的疲劳计算，曲线F3作为开孔处边缘的疲劳计算。表3显示选取S-N曲线对应的参数.表3S-N曲线参数S-NN≤N>,=5.0kD3.012.16415.6060.20F33.011.54614.5760.253.4疲劳寿命的计算通过读取热点应力的数值，经过计算得出应力幅值范围，根据S-N曲线选择计算得到相应位置的疲劳寿命。表4，5列出

5、了各个疲劳位置的应力幅值和疲劳寿命利用率。表4应力数值和应力幅值No.位置读取应力计算应力应力幅值(Mpa)LCC1LCC2LCC1LCC21位置a-108.3890.97-121.39101.89223.282位置b-1728.78-19.0432.2351.27表5疲劳寿命计算No.S-N曲线板厚应力幅值/Mpa计算寿命计算利用率许用利用率1D30223.281174740.541.02D2551.27108245550.011.0