船体结构疲劳强度指南.docx

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1、第!章一般规定!"!说明!"!"!船舶在海上航行时，船舶结构一直受到波浪力及运动产生的各种惯性力的作用。而波浪力和惯性力都是不断变化的动载荷，他们在船舶结构内部产生交变应力。交变应力将造成结构的疲劳损伤。!"!"#疲劳破坏是船舶结构的主要破坏形式之一。特别对于大型船舶和使用高强度钢的船舶，疲劳问题显得尤为突出。!"!"$在设计时，可通过疲劳强度校核改进结构节点的设计，以保证船体结构中受交变动载荷作用的构件有足够的疲劳寿命。!"#适用范围!"#"!本指南适用于下列船舶对其货舱区域结构进行疲劳强度校核：（!）船长!%&’及以上的散货船；

2、（#）船长!%&’及以上的集装箱船；（$）船长#&&’及以上的油船。!"#"#对于!"#"!规定范围以外的船舶，也可按本指南对其结构进行疲劳强度校核。!"#"$按本指南进行疲劳强度校核的船舶，其结构设计、建造工艺和建造质量应满足本社《钢质海船建造与入级规范》和本社接受的其他有关标准的要求。!"$定义!"$"!本指南所用定义如下：（!）船长!（’）：沿设计夏季载重线，由首柱前缘量至舵柱后缘的长度；对无舵柱的船舶，由首柱前缘量至舵杆中心线的长度；但均不得小于设计夏季载重线总长的()*，且不必大于(+*。（#）船宽"（’）：在船舶的最宽处

3、，由一舷的肋骨外缘量至另一舷的肋骨外缘之间的水平距离。（$）型深#（’）：在船长中点处，沿船舷由平板龙骨上缘量至上层连续甲板横梁上缘的垂直距离；对甲板转角为圆弧形的船舶，则由平板龙骨上缘量至横梁上缘延伸线与肋骨外缘延伸线的交点。（,）吃水$（’）：在船长中点处，由平板龙骨上缘量至夏季载重线的垂直距离。（%）吃水$!（’）：在船长中点处，由平板龙骨上缘量至计算工况下水线的垂直距离。（)）方形系数%&：方形系数%&由下式确定：%’!&!"$式中：!———相应于夏季载重线吃水时的型排水体积，’$；!———船长，’；"———船宽，’；$——

4、—吃水，’。·!·（!）大开口：符合下述任一条件的甲板开口为大开口：!""!##!$%!##$%$"%!&##&和$%&##!""$"%式中：!———开口宽度，’；如果有几个舱口并列，则!代表各开口宽度之和；""———在开口长度中点处包括开口在内的甲板最大宽度，’；$%———舱口长度，’；$"%———每一舱口两端横向甲板条中心线之间的距离，’；如舱口前或后再无其他舱口时，则$"%量至舱壁为止。（$）应力范围’（()’’*）：引起结构疲劳的交变应力的应力范围，按下式计算：’(!’+,)!’-.式中：!’+,———应力循环的最大值，()

5、’’*；!’-.———应力循环的最小值，()’’*。（%）平均应力!*（()’’*）：引起结构疲劳的交变应力的平均值，按下式计算：!*(（!’+,+!’-.）,*式中：!’+,———应力循环的最大值，()’’*；!’-.———应力循环的最小值，()’’*。"/0疲劳分析方法"/0/"结构的疲劳分析可采用简化计算法和直接计算法。本指南主要基于简化计算法。"/0/*简化计算法主要包括下述内容：（"）疲劳载荷计算；（*）各应力范围分量的计算；（1）应力范围的合成；（0）应力集中系数的确定（如需要时）；（2）累积损伤度的计算及衡准。"/0/

6、1疲劳载荷所对应的超越概率水平取"#3$，相应的船舶设计寿命为*#年。"/0/0船舶设计寿命期间内的应力范围循环总次数为#/&4"#$。"/0/2应力范围的长期分布采用二参数56-7899概率分布形式。·*·!"#"$!"#曲线采用英国能源部经修正的非管节点的%根基本!"#曲线。这些曲线适用于最小屈服强度小于#&&’())*的钢材。!"#"+累积损伤的计算是根据,-.)/012345210线性累积损伤理论。累积损伤度$按下式计算：6（’!）$%#!7!&&#（!）式中：#&———结构在其设计寿命期间内的应力循环总次数；!———应力范

7、围；（’!）———应力范围长期分布的概率密度函数；#（!）———与应力范围!相对应的结构疲劳失效时的应力循环次数。!"#"%在疲劳分析时，应计及满载和压载两种工况。!"#"8在计算设计应力范围时应考虑腐蚀的影响，即在计算时应将实际结构尺寸扣除相应的腐蚀余量。由于疲劳是贯穿船舶一生的一个累积过程，因此疲劳分析时所用的腐蚀余量可取船舶设计寿命期间内腐蚀余量的一半。·9·第!章疲劳分析!"#疲劳校核部位!"#"#一般只需对船舶中部货舱区域构件的连接头部位进行疲劳强度校核。!"#"!散货船应对下列构件的连接头部位进行疲劳强度校核：（#）应选

8、择#到!根货舱内主肋骨与顶边舱和底边舱连接的两端肘板；（!）纵骨与横向强框架和横舱壁的连接头部位：!在顶边舱和底边舱内应分别选择#根舷侧纵骨；"在甲板纵骨和船底纵骨中应分别选择#到!根纵骨。（$）应选择一个货舱口角隅。!"#"$油船应