船体结构疲劳强度指南

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船体强度直接计算指南

! " ! " # 船舶静水载荷计算基于下述方法：（#）重量曲线将各项重量（船体、设备、货物）沿船长方向分解成梯形重量分布块，逐项叠加形成给定装载工况下的船体、设备及（ "）。货物重量曲线 ! 对于船长 #/*0 及以上的单边壳散装货船建议以肋距计算重量分布曲线 ! （ "）。（!）浮力曲线基于船舶静水平衡条件，求得船舶的平衡浮态（以首吃水、尾吃水表达），进而求得沿船长分布的浮力曲线（。 # "）（1）剪力、弯矩曲线作用在船体梁上的静水剪力 $（（ % " ）和静水弯矩 & % "）为：
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船舶结构疲劳强度评估方法研究

船舶结构疲劳强度评估方法研究船舶在服役期间会受到各种载荷的作用，如波浪、风、流等自然因素，以及船上的货物、设备等。

这些载荷会导致船舶结构产生循环应力，经过长时间的作用后，结构可能会出现疲劳损伤。

因此，对船舶结构疲劳强度进行评估具有重要意义。

它不仅可以预测船舶的服役寿命，还可以为船舶设计提供重要依据，以优化结构设计和降低维修成本。

疲劳强度计算是评估船舶结构疲劳的基础。

其基本原理基于疲劳载荷谱的统计和分析。

需要确定船舶在各种工况下的疲劳载荷谱，这可以通过实船试验或数值模拟方法获得。

然后，利用疲劳损伤累积理论，如Miner线性累积损伤理论或Palmgren-Miner非线性累积损伤理论，对船舶结构进行疲劳寿命预测。

在进行疲劳强度计算时，选择合适的疲劳试验机器也是非常重要的。

一般来说，船舶结构的疲劳试验需要采用高周疲劳试验机。

同时，为了模拟实船环境，还需要进行温度、湿度等环境因素的控制。

疲劳寿命预测是评估船舶结构疲劳的关键步骤。

根据疲劳载荷谱和损伤累积理论，可以计算出船舶结构在不同循环应力作用下的疲劳寿命。

传统的疲劳寿命预测方法主要基于经验公式和规范要求，如S-N曲线法和Palmgren-Miner方程。

然而，随着计算机技术和数值模拟方法的发展，有限元分析（FEA）等方法也被广泛应用于疲劳寿命预测。

利用先进的疲劳试验技术，如数字图像相关（DIC）技术、声发射（AE）技术等，可以实现对船舶结构的实时监测和寿命预测。

这些技术可以提供更准确的结果，有助于提高评估的准确性。

评估船舶结构疲劳强度的方法有很多种。

常见的评估方法包括基于设计规范的评估方法、基于有限元分析的评估方法和基于实时监测的评估方法。

基于设计规范的评估方法主要根据国内外相关规范和标准进行评估，如中国船级社的《钢质海船入级规范》等。

这些规范和标准通常会提供相应的计算公式和参数，供设计人员使用。

这种方法虽然简单易行，但规范可能未涵盖某些特殊结构和工况，导致评估结果不够准确。

海洋工程结构物疲劳强度评估指南

第1节第2节第3节第4节第5节
概述 ................................................................................................................... 1 定义 ................................................................................................................... 1 S-N 曲线方法 ...................................................................................................2 断裂力学方法 ................................................................................................... 3 结构节点类型 ................................................................................................... 3
第 4 章疲劳安全系数 .............................................................................................33
第 1 节一般规定.........................................................................................................33

海洋工程结构物疲劳强度评估指南

附录 1 S-N 曲线疲劳评估中对应的节点分类.......................................................52
第 1 节本附录采用的节点分类.................................................................................52
第 4 章疲劳安全系数 .............................................................................................33
第 1 节一般规定.........................................................................................................33
第 5 章简化疲劳分析方法 .....................................................................................35
第 1 节一般规定.........................................................................................................35 第 2 节数学推导.........................................................................................................35 第 3 节简化疲劳方法在导管架式固定海上设施中的应用 .....................................38

大型船舶结构的疲劳强度研究

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抽瑚抽啪 ∞。脚
四、随机变化应力的模型化船体结构的疲劳损伤是在疲劳载荷长期反复作用下，在交变应力幅值的范围内引起的，经过长期逐渐累积而致使船舶破坏，可能导致船舶结构疲劳破坏的大致可分为四类：（１）常规波浪载荷和舱内货载；（２）船舶底部撞击、船舶首部外漂撞击及、甲板上浪等动态载荷；（３）发动机或螺旋桨激励引起的定常交变载荷；（４）由于轻微碰撞、触礁等引起的低
柏驰 ∞ 宅昙｛号控｛已波浪重叠应力（）ＩＲＡｗ（ｔ）可表示为：
＿＝ｄ
＝Ｃｆ△ １ｄＮ
仃ＲＡｗ（ｔ）ｃｒＬ（ｔ）＋ｃｒＨ（ｔ）
图４为波浪应力对船舶疲劳强度的影响示意图。
■＾Ｗ
Ｎ：载荷的重复次数；
△ ：应力扩大系数范围；
Ｃ，ｍ：疲劳裂纹传播的材料指数。
Ｍ￣ｎｅｒｇ【ｗ
ＦａｔＬ·尊ｃａｃｋｐｃｏｐｅ￣ｔａＩＩｏｎｏｎａｌ￣ｉｓ
Hale Waihona Puke 图２线性损害定律和疲劳裂纹传播解析程序的流程线性损害定律可表示为：
Ｄ：Ｚ￣ｊ，ＮＫ
颦份
图１不同年份失事船舶级
Ｓ：等级Ｊ的应力程度；，， Ⅳ ，：Ｓｊ：频率及疲劳寿命；
表１海损事故按性质分布表
二、大型船的纵向弯曲应力大型船总纵向弯曲应力的特征为相遇波浪频率的低周波成分（ＬＦ）与总纵向弯曲振动引起的高周波成分（ＨＦ）的峰值达到一致。三、疲劳强度评价法图２为线性损害定律和疲劳裂纹传播解析程序的流程图。现有的疲劳强度设计则采用线性损害定律。线性损害定律为基于ｓ—Ｎ曲线和Ｍｉｎｅｒ线形累积损伤准则的疲劳累积损伤方法而作出的预测疲劳损害度（Ｄａｍａｇｅｆａｃｔｏｒ：Ｄ）。

《船体结构疲劳强度指南》

中国船级社
船体结构疲劳强度指南
GUIDELINES FOR FATIGUE STRENGTH OF SHIP STRUCTURE
2015
目录
第 1 章通则.....................................................................................................................................4
第 3 章疲劳评估...........................................................................................................................35
3.1 一般要求...............................................................................................................35 3.2 船体结构节点的设计指导...................................................................................36 3.3设计应力范围......................................................................................................... 36 3.4设计S-N曲线的选取 ..............................................................................................38 3.5疲劳累积损伤计算................................................................................................. 39 3.6疲劳寿命计算......................................................................................................... 40

海洋工程结构疲劳规范

FATIGUE ASSESSMENT OF OFFSHORE STRUCTURES,ABSRP-C203 RP-C206 DNV海洋工程结构物疲劳强度评估指南, CCSABS确定疲劳损伤的方法：1，Deterministic Method依赖于S-N曲线，对应恒幅应力2，Palmgren-Miner Rule线性损伤累计理论，对应变幅应力规范中关于海洋工程结构物疲劳评估方法主要讲了以下几个方面：1. 基于S-N 曲线的疲劳应根据不同的疲劳寿命计算方法计算获得相应的应力值，如下表。

在计算海洋工程结构物的疲劳寿命时，由于结构物往往具有多个工况且各工况在服役期间所占时间比例不同。

因此，应对每一种需考虑载荷工况分别计算损伤度。

然后再按照各种工况在评估目标服役期中的比例加权计算总的损伤度。

当结构服役期间有过不同的用途时，则应考虑不同用途所造成的疲劳损伤的累积。

例如，当海上浮式生产装置是由油船改装而成时，则在评估该海上浮式生产装置的剩余疲劳寿命时，要扣除该船作为油船使用时已经造成的疲劳损伤，且应注意以下要求：（1）当计算过去服役期中的疲劳损伤时，应采用该船过去实际航行路线的波浪海况，而不该像对新造油船一样采用假定航线的波浪海况。

（2）当计算该油船在过去服役期的疲劳累积损伤，要考虑该船的航速，即在计算应力幅值响应算子（RAOs）和应力循环次数时要采用遭遇频率。

2.应力集中系数和热点应力计算在船舶与海洋工程实践中，对于板件结构的对接焊缝、T型节点和十字节点、以及圆管对接节点通常可采用名义应力法进行疲劳寿命计算。

对船体结构中典型节点进行疲劳寿命计算时，节点的应力集中系数可参考CCS《船体结构疲劳强度指南》中相关内容。

热点应力也可以采用其他公认的合理方法求得，但需经过CCS 的认可。

对多平面管节点的通常处理方式是假设各个平面间的管节点互不影响，从而当成简单管节点计算。

但是，在有些情况下，不同平面间的管节点相互影响很严重，这种相互影响会使得管节点的应力集中系数发生很大改变。

集装箱船结构强度直接计算指南

表 !"#"%"$
, ! " + 处最大扭矩 , -.,
注：（$）表中各工况的波浪载荷（弯矩）均指以设计波方法模拟施加于全船模型的对应节点。（!）对于按无限航区设计的船舶，预报在其生命周期内可能经受的最大波浪载荷主要包括在世界各海域内航行时经受的海况，用出现各种周期与波高的波浪出现的概率来表达。建议采用 /0.1 推荐的波浪散布图谱。二维或三维波浪理论计算出在波浪谱各概率水平下的长期预报值。直接计算的概率水平取最大垂向波浪弯矩预报值量级与按规范计算值相对应的概率水平。将船体置于确定的规则波上，波浪外载荷对船体的作用可采用设计波来模拟，而该设计波所具有的波长、相位和波高产生的载荷响应相当于长期预报值。
（!"）显示满足或不满足强度标准的结果表格输出；（!#）必要时，对结构的建议修改方案，包括修改后的应力评估和屈曲特性。 !$!$% 算方案。 !$!$( 计算程序如采用不同于本社 &)*+,-- 系统中所列的，则送审单位还应提供所采用对拟进行全船结构有限元分析的船，设计部门应在设计周期的早期与 &&’ 研讨计
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首端节点 !：沿纵向、横向和垂向的线位移约束，即：
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!"-"# 条件如下：节点 -：沿垂向的线位移约束，即：节点 #、尾封板水平桁材距纵中剖面距离相等的左（节点 #）、右（节点 -）各一节点处，约束
!$ # 2
!"$ !"$". !"$"! 许用应力板应力指的是板单元中点处的中面应力。各板材（包括桁材腹板）的许用应力为：［"% ］ 1 .32 第6页 4( ’ 55!

大型船舶结构的疲劳强度校核方法

文章编号：１０ —８２２０）２０６ —８００４８（０７０ —０００
大型船舶结构的疲劳强度校核方法
韩芸崔维成黄小平。吴有生，，，
（．ｅ１ｅ国船舶及海洋工程设计研究院，海２０１；中国船舶科学研究中心，苏无锡２４８；上００１２江１０２３．上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，海２０３）上０００
引起船舶结构低周疲劳的原因，为满载和压载两种状态在结构不连续处产生的高应力（认ｔ）是引２变幅
起船舶结构低周疲劳的主要因素。其次，现有的ｓ对 —Ｎ曲线进行外推得到低寿命区的ｓ —Ｎ曲线的可行性进行了分析，将外推得到的低寿命区的曲线和经过试验验证的低周疲劳寿命曲线进行了比较。并最
在低周疲劳的船舶必须满足两个条件：
① 载荷工况变化较多且差别较大，如油船的满载与压载的交替出现； ② 船型足够大。
根据上述条件，分析了三类典型的大型船舶：货船、散集装箱船、油轮。三种船舶的装载时间分配系
的小幅疲劳载荷以及满载和压载引起的大幅疲劳载荷导致的疲劳损伤的相互作用，而提出了一种非线性从
累积计算模型。
关键词：船舶、￣ｒ低周疲劳；—Ｎ曲线；舰ｔ：程；－ｓ累积损伤

船舶结构强度与疲劳强度的计算技术研究

船舶结构强度与疲劳强度的计算技术研究船舶在水上行进的过程中，所受到的力是非常复杂的，由于水流的冲击和船体的重力以及所受的浮力之间的作用，想要计算船舶的结构强度和疲劳强度是非常困难的，所以在船舶的结构强度计算中，一般是采取极限强度计算法和总纵强度计算法。

船舶的疲劳强度的计算所面对的因素更多，所以，采取船舶疲劳强度的校核，以及对疲劳强度的寿命评估，是比较系统的计算方式。

本文浅谈船舶结构强度与疲劳强度的计算技术。

标签：船舶结构强度;疲劳强度;计算技术随着人们社会的进步，对海洋的探索近乎无止境，所以各类船舶公司的规模不断扩大，相对应的传播修理公司也随之增加，所面临的船舶修理任务也越来越多。

在这种情况下，由于出现的各类问题中，如果采取不当的修理方式，反而会进一步降低船舶抵抗风险的能力，甚至适得其反。

因此，研究船舶结构的结构强度和疲劳强度，并进行计算分析，然后和船舶的修理工程相结合，从而提高船舶的修理质量，保证船舶结构的安全性。

1 船舶结构强度船舶的结构力学从本质上来说，就是船体在水中航行的受力甚至变形的情况，而这些在船体的设计过程中，就会对船舶的强度进行计算，通过在对船体结构已经确定的情况下，给定外界传输的荷载，然后进行计算船体的结构强度。

为了能够便于计算，需要将船舶的结构简化，并且控制船舶外界所受到的荷载力，从而利用船舶的理论知识来计算船体在水流行进中应力、变形的强度计算。

2 船舶的结构强度分析与计算船舶的结构强度计算和设计建造时的强度计算是一致的，而在船舶的修理中，这些结构仍然是不变的，哪怕是立法和能量法，位移法和矩阵法，都是不曾改变的。

所以在这和过程中可以采取一种结构来进行计算。

2.1 力学求解这是船舶结构中比较基础，也是比较常用的方法之一，原理就是将不能够将控制的因素去除，形成稳定性的静定结构，如此一来，就能够得到想要的方程式，由于去掉不确定因素后，多出现的变形方程式和元老结构的方程式基本相同。

以n为未知力，则会出现“力法正则方程式”。

船舶结构疲劳强度分析中的几个问题探索

载荷的不确定性
由于海洋环境的复杂性和不可预测性，船舶在实际运营过程中可能遭遇到超出设计预期的极端载荷，如何在疲劳分析中合理考虑这些不确定性因素是一个重要问题。
结构疲劳寿命的评估
疲劳累积损伤理论
结构疲劳寿命的评估一般采用疲劳累积损伤理论，如Miner线性累积损伤理论等。然而这些理论在处理变幅载荷和非线性疲劳损伤时的准确性有待进一步验证。
采用断裂力学理论，建立疲劳裂纹扩展的数学模型，并结合有限元法进行模拟分析。同时，考虑环境因素如温度、腐蚀等对疲劳裂
纹扩展的影响。
04
提高船舶结构疲劳强度的措施与策略
结构优化设计
结构形状优化
通过对船舶结构形状进行合理设计，避免应力集中，减少疲劳裂纹的萌生和扩展。例如，采用流线型设计降低水流对船体的冲击
抵抗疲劳载荷引起的塑性变形。
02
材料改性处理
通过热处理、合金化等方法改变材料的组织结构和性能，提高其抗疲劳
性能。例如，采用淬火、回火等热处理工艺提高材料的硬度和韧性。
03
表面处理
对船体结构进行喷丸、镀锌等表面处理，提高其表面硬度和耐腐蚀性，
降低疲劳裂纹的萌生速率。
疲劳寿命延长技术
预应力技术
在船舶结构关键部位引入预应力，抵消部分工作应力，降低结构在疲劳载荷下的应力幅值，从而提高疲劳寿命。
未来研究方向与挑战
多轴疲劳研究
现有疲劳强度分析方法大多基于单轴加载条件，而实际船舶结构中存在的多轴应力状态对疲劳强度的影响尚需进一步研究。
高温、腐蚀等环境因素考虑
船舶在运营过程中可能面临高温、腐蚀等恶劣环境，这些因素对结构疲劳强度的影响亟待深入探索。
先进材料与制造技术的应用
随着先进材料（如复合材料、高强度钢等）和制造技术（如3D打印、精密铸造等）的发展，如何将这些先进技术应用于提高船舶结构的疲劳强度是一个值得研究的方向。

船舶结构的疲劳寿命评估与结构优化设计

船舶结构的疲劳寿命评估与结构优化设计
船舶结构的疲劳寿命评估与结构优化设计
船舶是海上运输的主要工具，其结构设计是保证船舶安全、经济、环保等方面的重要保障。

而船舶结构在长期使用中，由于受到海洋环境的影响，会出现一定的疲劳现象，从而影响船舶的使用寿命和安全性。

因此，疲劳寿命评估和结构优化设计成为了船舶结构设计中必不可少的环节。

疲劳寿命评估是指对船舶结构在一定载荷作用下，经历了多少次循环载荷后会发生疲劳破坏的估算。

在进行疲劳寿命评估时，需要考虑到材料的强度、疲劳裂纹扩展速率、载荷历程等多个因素。

其中，载荷历程是影响疲劳寿命评估的重要因素，不同的载荷历程会导致不同的疲劳寿命。

因此，在进行疲劳寿命评估时需要对不同的载荷历程进行分析和评估。

结构优化设计是指通过对船舶结构进行优化设计，以提高其使用寿命和安全性。

在进行结构优化设计时，需要考虑到材料的强度、刚度、稳定性等多个因素。

其中，材料的强度是影响结构优化设计的关键因素之一。

通过选用高强度材料或者增加材料厚度等方式，可以提高船舶结构的强度和使用寿命。

同时，在进行结构优化设计时还需要考虑到船舶的使用环境。

例如，在海洋环境中，船舶会受到海浪、风浪等多种载荷作用，因此需要对船舶结构进行针对性的优化设计，以提高其抗载能力和安全性。

总之，船舶结构的疲劳寿命评估和结构优化设计是保证船舶安全、经济、环保等方面的重要保障。

在进行疲劳寿命评估和结构优化设计时，需要综合考虑多个因素，并针对性地进行分析和评估，以提高船舶结构的使用寿命和安全性。

船舶结构疲劳强度问题研究

船舶结构疲劳强度问题研究摘要:随着我国造船工业的快速发展，对造船的技能也要求越来越严格，对船舶的质量也越来越严格。

而船舶结构疲劳问题是一直困扰船舶的质量和性能的一个很重大问题。

它也是保障船体结构安全的关键性问题，受到了全国各个造船企业和国家的广泛关注。

如果一旦船体结构疲劳，则会导致船体裂纹甚至会给船体造成不可预料的严重灾害，给船员和顾客带来生命危害和严重的财产损失，其后果带给人们的都是毁灭性的，是人们所不能承受的。

船体结构的疲劳程度是不那么好判断的，而且是具有隐蔽性和突发性的。

所以在进行船体结构研究和设计时，一定要考虑船体结构的疲劳强度问题。

深入了解船体结构疲劳的原因和预防方法，进行科学有效的处理。

本文就船体结构疲劳强度问题进行研究，分析引起船体结构疲劳的原因有哪些，如何才能把船体结构疲劳造成的危害降到最低。

关键词:船舶结构、疲劳强度、研究前言:由于船在水中航行，而且船每次的装载情况都不太一样，所以导致的船体结构疲劳情况也不太一样，这些疲劳是日积月累的，所以要解决船体疲劳问题不是一蹴而就的，要预防这个问题也不是一件很轻松的事情。

这就需要全体工作人员齐心协力，竭尽自己的才能，去为我国的航船事业做出巨大的贡献。

载荷变化会造成周期的累积效应从而导致疲劳损伤，每年由疲劳损伤导致的海损事件时常发生，给我国的航海事业造成了巨大的损失。

所以船体结构疲劳损伤问题急需解决。

这关系着广大人民百姓的福祉，国家及企业一定要重视这个问题。

而且随着高强度钢材料在我国造船业的广泛应用。

使得船的屈服和极限应力有所提高，可以承担较高的外在压力。

但其疲劳强度确没有得到缓解，反而加强了。

所以说一种材料的应用既有害又有利，我们要做的是趋利避害，从而使得其更好的为人们服务。

船的疲劳强度问题是确保船体结构安全的很重大问题之一，值得全世界的人去广泛关注和重视。

一造成船体结构疲劳的原因造成船体结构疲劳最根本的原因就是微裂痕的产生及其扩展过程。

船舶结构疲劳强度分析中的几个问题

船舶结构疲劳强度分析中的几个问题郭爱宾邵文蛟摘要讨论了有关确定船舶结构疲劳寿命的几个重要因素：应力周期数、Weibull分布形状参数ξ与船长关系、热点应力和切口应力等。

以258,000t现有超大型油船(VLCC)的舷侧纵骨和甲板纵骨的疲劳强度为例进行了计算，计算结果表明预示的疲劳寿命较好反映了超大型油轮的疲劳寿命。

关键词:船体结构，疲劳强度，油轮中图法分类号：U661.4文章编号2000A01-08New Technologies for Fatigue Strength Analysisof Ship StructuresGUO Aibin(Shanghai Rules & Research Institute, CCS)SHAO Wenjiao(Shanghai Da Yang Surveying and Assessing Co.,Ltd)AbstractSome important factors related to the prediction of fatigue life of s hip structures are discussed. They are the number of stress cycles, r elation of shape parameter ξ with ship length L, hot spot stress and notch stress. Finally, as an example, the fatigue strength of shell and deck longitudinals of an existing VLCC with DWT 258,000t is calcu lated. The calculated results show that the predicted fatigue lives r eflect the fatigue strength of the VLCC quite well.Key Words:Ship structures, Fatigue strength, Oil Tanks(一) 引言船舶在波浪中航行及装载情况又常常变化，使船舶构件长期处于交变应力状态下，这种变化载荷周期的累积效应造成疲劳破坏。

浅议船舶结构疲劳强度分析中的几个问题

浅议船舶结构疲劳强度分析中的几个问题摘要：随着社会经济的不断发展，我国的船舶事业也不断的进步，造船行业的压力也是不断地增大。

在船舶制造中，最主要的是质量问题，因而保障船舶的质量是造船的关键。

其中，由于造船不当或者长期的使用，船舶结构会出现结构疲劳，这是造成船舶事故的重要因素之一，所以对船舶结构疲劳强度作分析是必不可少的。

关键词：船舶结构；疲劳强度；问题引言船体结构强度分析这项工作关系到大量技术参数和影响因素，属于一个十分繁琐的流程。

其最终目标就是要解决船体在具体承受水平下安全以及稳定方面的问题。

并且还要确保其支出的经济费用能够承受，或者是最低的条件。

使用之前船体尺寸设计计算方式，既无法达到理论计算与真实条件统一，还造成船体整个设计工作和方式复杂混乱。

因此，采取有限元法和基于有限元分析法前提条件下去计算，能够给船体结构设计以及计算方面提供极大的方便。

因此，下面将进一步分析船体结构强度和安全问题。

1.船体结构强度有限元分析方法1.1 基本理论这里所说的有限元分析方式是利用把整个或者部分船体结构离散成为独立单一的点模型，然后对其结构进行分析的一种方式，因为其独立点数量存在限制，所以将其叫做有限元。

我们将运用总体物力模型得到的方程在所有符合要求的点上面进行运用，就能够产生一个使用线性方程组进行解答的计算模型。

在具体计算的时候，有限元的重点处理步骤可以分成预处理以及建模分析两个程序。

通过有限元分析法对于船体结构实施建立模型计算这个技术程序是，在完全符合船体材料几何以及非线性变形条件下，能够获得船体承受力荷载情况下的变形直到破损的全过程，可以根据得到的结果获取到全体安全强度基础条件。

之后再求出全体安全大小以及结构设计。

并且，一定要充分思考数值建立模型时间的代价和科学的方式。

在获得离散点等待解答变量之后，就应该使用插值计算的方式把总体场函数实施拟合以及插值。

并且，想要增多离散点一定会造成模型计算量以及求解时间的延长，但是这个时候也要加强模型计算的精确程度，离散解持续接近标准解。

采用简化方法的船体结构疲劳强度校核

采用简化方法的船体结构疲劳强度校核发布时间：2021-04-15T15:37:55.650Z 来源：《工程管理前沿》2021年第2期作者：张振坤[导读] 疲劳是船舶结构破坏的一种主要形式，其可视为材料在一定的交变应力作用下经一定循环周期不致损坏的能力张振坤新大洋造船有限公司，江苏扬州 225107摘要：疲劳是船舶结构破坏的一种主要形式，其可视为材料在一定的交变应力作用下经一定循环周期不致损坏的能力。

船舶在营运过程中，由于其装载状态、航行区域等条件是不断发生变化的，特别是在大风大浪等恶劣的环境中，船舶经常处于中拱、中垂交变应力状态下，这种交变载荷周期性的累积效应，会造成船舶的疲劳破坏。

疲劳的一个明显特点，是材料所承受的载荷不会对其造成立即的破坏，只有在经历一定次数的载荷波动后，材料才会产生失效，这是一个循序渐进的过程。

一直以来，船舶的疲劳裂纹始终是一个较为严峻的问题。

关键词：船体结构，简化方法，疲劳强度，分析探讨1疲劳载荷和疲劳应力船舶在海上环境中航行时，船体结构受到波浪力及运动产生的各种惯性力的作用，结构内部会产生不断变化的交变应力，并最终造成疲劳损伤。

可以说，疲劳破坏是船舶结构的主要破坏形式之一。

对于大型船舶和使用高强度钢材料的船舶而言，疲劳问题显得尤为突出。

近年来，疲劳问题越来越受到相关各方的重视。

根据国外船级社的实践，绝大部分简化疲劳强度校核方法所用的波浪外载荷幅值的长期预报都是由IACS统一规定推断而来的。

有鉴于此，本文也采用了这一方法。

波浪载荷成份分为船体梁遭受波浪产生的力矩、水平方向弯矩和扭矩、外部水动压力、内部惯性载荷和船舶运动所附加的静水压头等等。

结构的疲劳主要与应力范围有关，疲劳应力指的是船体结构内部由波浪载荷引起的交变应力。

疲劳强度从本质上说是一个局部强度问题，需要针对结构细部，尤其是焊接节点进行仔细的校核，由于船体中有数量众多不同类型的节点，节点所受的载荷极其复杂，因此疲劳强度校核是一个非常复杂的问题。

船舶结构疲劳的诱发因素与强度评估方法

船舶结构疲劳的诱发因素与强度评估方法摘要：船舶结构设计是一个综合了许多学科的系统分析，而疲劳强度是一个不可或缺的环节。

对于船舶来说，它需要能够在较高的工况下持续长时间的工作，同时也会在水下承受较大的负荷，并容易发生疲劳失效。

当疲劳断裂发生时，其局部部位产生较高的应力，当其强度低于极限值时，则产生较高的应力。

目前，大多数船体的疲劳寿命计算采用了简化的方法，这种方法比较简单；通过对疲劳强度的快速检验，可以估计出船体的疲劳寿命。

关键词：船舶；结构疲劳；强度评估疲劳失效是影响船舶使用寿命的一个重要因素，也是导致船舶结构问题的重要因素。

船舶结构的疲劳断裂问题历来是造船界关注和研究的热点。

近年来，随着社会和人民的生活水平的提高，造船业的发展速度也越来越快，经济的发展推动了造船业技术水平的提高，从而导致了船舶结构疲劳的诱发因素所以这就使得在对船舶疲劳破坏问题的研究上就出现了许多的观点。

1.1船舶设计与加工不合理结构的特点直接关系到船舶的使用性能，尤其是结构设计不当会对其寿命产生一定的影响，造成船舶结构疲劳的主要原因之一是在设计阶段忽略了其承载能力和使用周期，从而影响到船舶的使用寿命；此外，船舶生产、加工作业中，对结构、功能、性能等都有特定的要求，而随着船舶运输能力的增加，以及社会对船舶运输的要求越来越高，越来越复杂。

越来越多的船舶企业在生产和制造船舶时，没有意识到船舶构造等因素对承重、运输效率、结构疲劳等方面的影响，造成船舶运输能力的降低，最重要的是焊接部位不牢固；在船舶运输过程中，由于没有达到预定的规范和要求，造成了各种结构的安全问题，造成了结构的疲劳。

1.2多变复杂的外力船体能够承受的外力在每时每刻都在改变。

船舶对货物的承载能力和载客量都有一定的限制。

在船舶供大于求的状况下，某些航运公司为了提高航运的经济效益，采取了不合理的方式提高货物的载重，造成了大量的货物超载；当负荷超过容许值时，会造成结构的疲劳，造成船体的损伤，严重时会造成其它问题。

大型船舶结构的疲劳强度校核方法_韩芸、崔维成

48卷　第2期(总第177期)中国造船Vol.48　No.2(Serial No.177) 2007年6月SHIPBUILDING OF CHINA J une2007文章编号:1000-4882(2007)02-0060-08大型船舶结构的疲劳强度校核方法韩　芸1,　崔维成2,　黄小平3,　吴有生2(1.中国船舶及海洋工程设计研究院,上海　200011;2.中国船舶科学研究中心,江苏　无锡　214082;3.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海　200030)摘要传统的船舶结构疲劳强度校核一般只考虑高周疲劳而忽略了低周疲劳。

随着船舶结构向大型化发展以及最近海损事故的发生,低周疲劳问题引起了船舶行业的广泛关注。

U rm等人于2004年对装卸载引起的油轮船体结构的低周疲劳问题进行了研究,并给出了计算方法,但具体的计算结果没有给出,许多问题没有解决,因此有必要对船舶结构低周疲劳的原因及校核方法进行深入的研究。

针对这一问题,首先分析了引起船舶结构低周疲劳的原因;其次,对现有的S-N曲线外推得到低寿命区S-N曲线的可行性进行了分析,并将外推得到的低寿命区段曲线和经过试验验证的低周疲劳寿命曲线进行了比较;最后分析了波浪载荷等引起的小幅疲劳载荷以及满载和压载引起的大幅疲劳载荷导致的疲劳损伤的相互作用,从而提出了一种非线性累积计算模型。

关　键　词:船舶、舰船工程;低周疲劳;S-N曲线;累积损伤中图分类号:U661.4 文献标识码:A1　引　言自从Coffin-M anson曲线提出之后,低周疲劳(LCF)理论逐渐发展起来。

LCF系指疲劳失效次数在10～104之间的高应变低循环疲劳[1]。

LCF理论不仅在试验研究方面而且在疲劳寿命预测模型方面都取得了很大的发展,业已建立了许多LCF寿命预测的宏观模型和微观模型。

但是,LCF理论在船舶结构的疲劳寿命评估方面却未引起重视。

直到最近海损事故的发生以及船舶结构的大型化才引起船舶行业对低周疲劳问题的重视。