船体结构疲劳强度校核的许用应力范围衡准
船体强度与结构设计复习要点
一引起船体梁总纵弯曲的外力计算1 在船体总纵强度计算中，通常将船体理想化为一变断面的空心薄壁梁，简称船体梁。
船体梁在外力作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲，称为总纵弯曲。
船体梁抵抗总纵弯曲的能力，称为总纵强度。
2 船体总纵强度计算的传统方法：将船舶静置在波浪上，求船体梁横剖面上的剪力和弯曲力矩以及相应的应力，并将它与许用应力相比较以判断船体强度。
3 重力p(x)与浮力b(x)是引起船体梁总纵弯曲的主要外力。
载荷q(x)，剪力N(x)，弯矩M(x)。
4 中拱：船体梁中部向上拱起，首、尾两端向下垂。
中垂：船中部下垂，首、尾两端向上翘起。
5重量曲线：船舶在某一计算状态下，描述全船重量沿船长分布状况的曲线。
绘制重量曲线的方法：静力等效原则。
6 重量的分类：按变动情况来分，①不变重量，即空船重量，包括：船体结构、舾装设备、机电设备等各项固定重量。
②变动重量，即装载重量，包括货物、燃油、淡水、粮食、旅客、压载等各项可变重量。
按分布情况来分，①总体性重量，即沿船体梁全长分布的重量，通常包括：主体结构、油漆、锁具等各项重量。
②局部性重量，即沿船长某一区段分布的重量。
7 重量的分布原则：静力等效原则。
①保持重量的大小不变，这就是说要使近似分布曲线所围成的面积等于该项实际重量。
②保持重量重心的纵向坐标不变，即要使近似分布曲线所围的面积的形心纵坐标与该项重量的重心坐标相等。
③近似分布曲线的范围与该项重量的实际分布范围相同或大体相同。
8 浮力曲线：船舶在某一装载情况下，描述浮力沿船长分布状况的曲线19 载荷曲线：在某一计算状态下，描述引起船体梁总纵弯曲的载荷沿船长分布状况的曲线。
10 静水剪力、弯矩曲线：船体梁在静水中所受到的剪力和弯矩沿船长分布状况的曲线。
11 静波浪剪力和弯矩计算：船舶由静水进入波浪时，重量曲线p(x)并未改变，但水面线发生了变化，从而导致浮力的重新分布。
波浪下浮力曲线相对静水状态的浮力增量是引起静波浪剪力和弯矩的载荷。
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。
《船体结构疲劳强度指南(2015)》
6.1 一般规定............................................................................................................... 66
第 4 章 简化应力分析 ................................................................................................................... 40
4.1一般要求................................................................................................................. 40 4.2基于简化分析的热点应力范围与热点平均应力................................................. 40 4.3名义应力分量计算................................................................................................. 41 4.4 热点应力计算....................................................................................................... 44 4.5应力集中系数......................................................................................................... 44
船体结构强度试验规范
船体结构强度试验规范1 范围本规范规定了舰船船体结构强度实船试验的试验方法。
本规范适用于舰船船体结构强度实船试验。
2 试验目的测定舰船船体结构强度,发现舰船设计和建造中出现的某些缺陷；检验理论预报的精度和可信度；保证舰船船体结构的可靠性。
3 试验仪器、设备3.1 保证船试验时必须提供保证船，该船应能在试验所要求的浪级下安全航行并履行其工作职责。
3.2 测试用仪器应选用具有多通道并能长期保存记录的电子测试系统。
通常由电阻应变片（传感器）、补偿片、静态或动态电阻应变仪（放大器）和记录器数据分析仪组成。
测试系统应具有良好满足被测物件要求的幅值线性，并能适应船上工作环境（温度、湿度及其它干扰）。
测试用仪表应按国家计量法的规定经过计量检定合格并处在规定的有效周期内，其量程和精度与试验检测的要求相适应。
试验前后应对所有仪器仪表检查、校验和标定。
在试验现场待试期间应保持良好状态。
3.3 测试仪器仪表的安装粘贴应变片前，待测部位表面要进行磨平和清洁处理。
应变片的粘贴（胶粘剂、粘贴、接线和保护涂层等）要严格按照制造厂说明书的要求进行。
应变片要粘贴牢靠，方向要正确，贴好的应变片应具有防水绝缘措施。
测试仪表应按照测试项目的要求及有关操作规程安装在合适的位置上，并有安全可靠的固定措施。
防止在试验过程中因松动、振动及外界环境等因素影响测试结果的正确性。
4 试验条件4.1 试验海区静力试验应选在无风无浪的缓流静水区域。
波浪中强度试验要求试验海区应开阔，海区水域应大于30 n mile X 30 n mile，海区应有足够水深，建议按表l选择试验海区的水深。
表l 试验海区的水深要求浪级 ３ ４ ５ 要求水深m ≥３０ ≥４５ ≥８０4.2 舰船状态4.2.1 静力试验测试前舰船应处于空载状态。
4.2.2 试验前后应检查并记录舰船的艏艉吃水，估算舰船的排水量，重心高度，横稳心高等。
5 试验项目5.1 波浪用测波仪测量波浪长度，波高，波的周期等，在罗经上判断浪向并记录。
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。
船舶结构强度直接计算分析中应力的选取
船舶结构强度直接计算分析中应力的选取摘要：船舶结构强度进行计算的过程中如何选择更加适合的应力一直以来都是十分重要的问题，文章分析了计算过程中常见的应力选取情况。
1、前言船舶进行结构强度计算的过程中应力从不同的角度可以分别分为中面应力表面应力，和节点应力单元节心应力两个方面，文章分析了如何选择应力。
2、中面应力与表面应力2.1分析船体是由许多构件组成的复杂结构,每一构件各自承担着一定的作用,其受力和变形极其复杂。
但它们具有的共同特点是,在承受外部载荷后,将顺序地传递所受到的力,并发生相应的变形。
构件在受力和传力的过程中会受到多种作用,产生多种应力。
在传统的船体结构强度分析方法中,对于纵向强力构件,习惯上把应力人为地区分为4种,即总纵弯曲应力(1)、板架弯曲应力(2)、由纵骨弯曲引起的应力(3)和由板格局部弯曲引起的应力(4),根据各种构件在传递载荷过程中所产生的应力种类和数目,用合成应力来校核其总纵强度。
这种方法是近似的和不合理的[3]。
用有限元方法对船体结构进行计算分析时,无所谓总强度、横强度和局部强度之分,而且,只要网格足够细,上述纵向构件的4种弯曲应力是一起算出的,消除了上述对各种应力的合成过程中的近似性和不合理性,因此比常规的方法更有效和可靠。
原则上说,用线弹性计算理论和基于屈服强度的强度准则对承受面外压力的板进行强度校核时,应采用板的上下表面应力进行校核,因为板的局部弯曲使得板的上(或下)表面的应力较其中面应力有所增加。
但是,由于下面的原因,我们认为取板单元的中面应力作为工作应力是合理的:1)受到骨架支持的板格,只要骨架有足够的刚度而不失稳,板格表面小的局部屈服并不会引起其承载力的明显减小和正常使用;2)根据3种常规船型结构强度直接计算分析指南中规定的建模准则,有限元网格沿横向按纵骨间距或类似的间距划分,纵向按肋骨间距或类似的间距划分,而板壳单元采用线性位移模式的4节点四边形单元或3节点三角形单元,也就是说按照这样的网格模型,由板的局部弯曲引起的弯曲应力是算不出来的;3)正常载荷作用下,由板的局部弯曲引起的应力与板的薄膜应力相比并不大。
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。
船舶总纵强度计算方法
可是这些构件的端部，由于抵抗总纵弯曲的程度较小， 则应该按下图所示扣除斜线部分的构件剖面积。
2015-3-29
总纵强度计算
2015-3-29
总纵强度计算 相邻舱口之间的甲板、同样可视为间断构件，因此如 计算剖面选在下图所示的斜线区域内时，则斜线部分 的甲板面积应扣除。
2015-3-29
总纵强度计算
3）、强度计算中规定，凡甲板开口宽度超过甲板宽 度的20%者均应扣除。 纵桁腹板上的开口，如大于腹板高度的20%，则 应扣除开口部分。 至于纵向连续构件上的个别开口，如人孔、舷窗 等，计算剖面模数时不必扣除
2015-3-29
总纵强度计算
不同材料之间的相换算____依据变形相等
i
Ei
E
P P i Ei E Ei i E
一、引言
总纵强度计算
问题提出：
船舶在运营过程中，船体结 构的受力颇为复杂。尤其是船体所 受重力和浮力沿船长方向分布的不 一致，将产生弯曲变形及弯矩和弯 曲应力。 (这时弯曲应力大小如何衡准？)
解决思路：
将船体视为一根空心变断面且两端自由支撑的梁，来研究它的弯曲变形. 已成为研究船舶总纵强度(Longitudinal strength of ship)的标准方法。
2015-3-29
总纵强度计算
横骨架式——假定在船底板架上只作用着水压力。直接承受水压力的构件是外 底板，外底板将水压力传给骨架（纵骨、肋板以及船底纵桁等），然后在传到 板架的支承周界（横舱壁及舷侧）上去，传力过程如下图.
2015-3-29
总纵强度计算
纵骨架式——假定在船底板架上只作用着水压力。直接承受水压力的构件是外 底板，外底板将水压力传给骨架（纵骨、肋板以及船底纵桁等），然后在传到 板架的支承周界（横舱壁及舷侧）上去，传力过程如下图.
船体结构强度直接计算指南 概述
一般情况下取满载工况和压载工况为计算工况。
#)!)% 船舶的横摇惯性半径
在船舶设计阶段，船舶的横摇惯性半径可按下式求得：
油船和散装货船： " ) !* !（压载）
" ) !# !（满载）
集装箱船：
" ) !% !
#)!)* 船舶的横摇临界阻尼系数：
在船舶设计阶段，船舶的横摇临界阻尼系数可按下式求得：
!"# 应力 !"#"! 结构中任一点的主应力 在平面应力状态下结构任一点的主应力为：
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!"#"$ 相当应力 在船体结构强度直接计算中有时采用相当应力!&（或称 ()* +,-.应力）来衡量应力的许用程度。平面应力状态的相当应力按下式确定：
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$（ "
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# 为其他值
式中：" ———波浪圆频率，678 9 5； %$ " # ———有义波高，’； &’ ———波浪跨零周期，5；
"! 345!# ———能量扩散函数； # ———组合波与主浪向之间的夹角，80:6005。
# 波浪资料采用 ;<=) 建议的波浪资料； $ 进行波浪载荷长期预报时认为对应每一周期的波高呈
船体强度与结构设计第3章资料
座的刚性系数。
v
R
A
Ship Strength and Structural Design
3.1 局部强度计算的力学模型
骨材支承条件的简化
（4）弹性固定端 如果固定端发生有一个正比于端部弯矩的转角， 则此固定端称作弹性固定端，如图所示。
M
M
Ship Strength and Structural Design
Ship Strength and Structural Design
3.1 局部强度计算的力学模型 船体局部强度和总纵强度一样，也是一种相对强 度。外力、内力和许用应力的一致性是相对强度 的基本出发点。 既然力学模型是结构计算中用以代替实际结构的 一个模型，它必须满足下列要求： （1）反映实际结构的工作性能； （2）便于计算。
Ship Strength and Structural Design
3.1 局部强度计算的力学模型
构件几何尺寸的简化
（2）肋骨刚架 肋骨刚架计算时，其长度、宽度取组成肋骨刚架 的梁的中和轴线的交点之间的距离，用中和轴线 代替实际构件。一般不考虑梁拱和舭部的弯曲， 由于肘板和开孔的存在而引起的构件剖面的变化 一般也不考虑，即在内力计算时把每个构件看作 是等值梁。但在计算梁的剖面模数时必须考虑肘 板的影响。如图所示。
Ship Strength and Structural Design
3.1 局部强度计算的力学模型
构件几何尺寸的简化
构件几何尺寸的简化 为了便于计算，在建立力学模型时，需要对实际 结构的几何要素（如跨距、宽度、带板尺寸、剖 面模数等）作一些简化处理。 （1）板架 板架计算时，其长度、宽度取相应的支持构件之 间的距离。例如，船底板架和甲板板架的长度取 横舱壁之间的距离，宽度取为船宽。 （3）在计算构件的剖面要素时应包括带板（附 连翼板）的影响。
船舶结构的强度设计及其结构优化
船舶结构的强度设计及其结构优化船舶是一种大型水上运输工具，由于需要在海洋等恶劣环境下运行，其结构强度尤为重要。
本文将介绍船舶结构的强度设计及其结构优化的相关内容。
一、船舶结构强度设计根据船舶所受力的不同分为船体结构和船载设备。
船体结构是船舶主要结构，其承载着风浪、海况、载货等各种横向、纵向应力。
船载设备则是指在船体上的各种设备，如主机、辅机等设备。
船载设备相对于船体结构，受到的力相对较小。
根据船舶的功能、载重量、运行区域、船型、设计标准等多种因素进行强度设计。
船舶强度设计主要包括100%载荷和不同载荷情况下的计算。
在100%载荷下，对船体结构进行强度计算，以满足各项强度要求。
在不同载荷情况下，则需对船体结构进行振动、疲劳、可靠性和船体姿态改变等计算，以保证船舶在不同工况下的安全运行。
设计过程中，需考虑船体形状及各部件的安装位置、可操作性、可维修性和预防腐蚀等问题。
船舶的强度设计需考虑的因素很多，且相互关联，如何将各项要素综合考虑成为造船工程师需要解决的难题。
二、船舶结构的优化船舶结构优化可以通过多种方式实现，例如运用新材料、优化船体形状结构、调整特定部位厚度等。
以下是几种常用的优化方法：1. 借鉴飞机结构设计思想：飞机航空工业中有很多先进的设计思想值得借鉴。
通过改进船体结构，设计出更加轻量化的船舶，降低船舶自重，提高承载能力。
2. 运用新材料：随着科技的不断进步，新材料不断涌现，如高强度钢材、复合材料等。
运用这些材料可以在保证强度的同时实现减重和减少船舶阻力等目标。
3. 优化船体结构：在船体结构中采用优化的强度计算方法，提高船体抗弯、抗扭和抗压强度，从而实现船体结构整体优化。
4. 针对特定部位进行厚度调整：通过电子计算机模拟，确定船舶特定部位，特别是吃水线以上部位的结构大小，对其进行厚度调整，从而实现船体结构置换和优化。
在实际应用中，可以通过不同方法的结合来完成船舶结构的优化。
例如，通过采用新材料，可以制造更轻量化的船舶，然后在船体结构上进行进一步优化。
船体结构疲劳寿命的评估
船体结构疲劳寿命的评估摘要：疲劳破坏对工程结构和构件有重要的影响，大量的实例证明，疲劳破坏也是船舶结构破坏的主要原因。
近年来，国内外开始发现并重视船舶结构的疲劳问题，并得到很多高质量的理论和研究成果，使得船舶安全性得到一定程度的提升。
但山于船体构造的复杂性，以及航行环境的多变性，使得船舶的疲劳计算也相当复杂。
本文主要介绍了基于S・N曲线和Palmgren-Miner线性累积损伤准则的疲劳累计损伤方法（简称S・N曲线法）以及基于Paris裂纹扩展法则的断裂力学方法（简称断裂力学法）两种宏观分析方法，并对疲劳载荷、疲劳应力、船体健康监测系统、疲劳强度评估的一般步骤做以简单介绍。
关键词：船体结构、疲劳破坏、累计损伤1船体结构疲劳强度与疲劳寿命概述1.1船体结构疲劳强度与疲劳寿命的研究进展船舶在运行经营过程中必定会经历风浪，风浪会使船舶处于中拱、中垂交变应力的状态，这种交变载荷周期性的累加到一定程度，量变产生质变，就会造成船舶的疲劳破坏。
山于船舶无时无刻不漂泊在水中，其航行路线的气象状况、载货状态、航行速度都在不断变化，因此疲劳破坏从船舶入水的那刻起一直伴随终身，是船舶破坏的一种主要形式。
山于疲劳不会对船体造成立即破坏，而是累积到一定程度船体材料才会产生失效，因此如何提早发现，在船体材料失效前及时做出正确的评估可以有效地减少海难的发生、人员的伤亡及财产的损失。
关于疲劳理论，是在1962年［11 Vedeler发现并提出，但没有引起足够的重视。
70年代末Jordan和Cochran对大量船舶疲劳裂纹的实际调査结果引起了一定范围内的重视。
在此基础上Munse等人探讨了疲劳强度的校核方法并提供了S- N曲线, Chen等人提出了用开口角隅处测得的应变来预报疲劳寿命的方法，Clarke研究了水面舰船的疲劳破损情况，Wirsching和Chen提出了应用基于概率论的方法进行分析，也即进行疲劳寿命的可鼎性分析。
乂经历了儿十年调查统计的佐证终于引起了整个船级社的重视。
船舶强度与结构设计_授课教案_第三章 船体局部强度校核计算方法
第三章船体局部强度校核计算方法船体各部分结构抵抗局部载荷直接作用而不产生破坏和超过允许限度的变形的能力称为船体结构局部强度。
船体结构主要组成部分为船底结构、甲板结构、舷侧结构和舱壁结构。
在局部强度校核计算中，首先要将船体空间立体结构简化为板、梁、板架和框架来进行计算，在确定局部结构受到最大载荷(设计载荷)后，建立数学模型计算局部结构的内力与变形。
最后要确定局部结构的强度校核衡准。
§3.1 局部强度计算的力学模型*局部强度概念：船体在外力作用下除发生总纵弯曲变形外，各局部结构，如船底、甲板、船侧和舱壁板架以及横向肋骨框架也会因局部载作用而发生变形、失稳或破坏。
研究它们的强度问题称为局部强度。
*局部强度的主要研究内容：板架、框架、各种骨材以及壳板的强度计算。
*局部强度研究方法：（1）传统的局部强度计算方法：即把船体结构划分成各种板架、刚架、连续梁和板等进行计算；（2）有限元法：可以扩展成各种结构的整体计算，如立体舱段计算等。
一、建立计算模型的原则结构模型化是计算的前提和结构分析成败的关键，影响计算模型的主要因素有下列几点：（1）结构的重要性：对重要结构应采用比较精确的计算模型；（2）设计阶段：在初步设计阶段可用较粗糙的模型，在详细设计阶段则需要较精确的计算模型；（3）计算问题的性质：对于结构静力分析，一般可用较复杂的计算模型，对于结构动力和稳定性分析，由于问题比较复杂，可用较简单的计算模型。
二、构件几何尺寸的简化1、板架计算时：其长度、宽度取相应的支持构件间距离。
例如，船底板架和甲板板架的长度取横舱壁之间的距离，宽度取组成肋骨框架梁中和轴的跨距，或简单地取为船宽。
2、肋骨刚架计算时：其长度、宽度取组成肋骨框架梁的中和轴线交点间距离，用中和轴线代替实际构件。
3、构件剖面要素计算时应包括带板（附连翼板）三、骨架支承条件简化1、骨架支座形式：（1）自由支持在刚性支座上；（2）刚性固定；（3）弹性支座和弹性固定。
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。
杨永谦-散货船热点应力疲劳强度计算.pdf.pdf
散货船热点应力疲劳强度计算(Fatigue strength)（以80000DWT散货船为例说明计算方法与过程）杨永谦 2010年7月船体结构疲劳强度指南<2007>1.1.1 船舶在海上航行时，船体结构一直受到波浪力及船舶运动产生惯性力的作用。
而波浪力和惯性力都是不断变化的动载荷，他们在船体结构内部引起交变应力，造成结构的疲劳损伤。
1.1.2 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。
1.1.3 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载荷作用的构件有足够的疲劳寿命。
1.1.4 对满足本指南评估要求的入级船舶，可授予COMPASS （F）附加标志。
1.2.1 下列船舶可按本指南的要求对其货舱区域结构进行疲劳强度校核：（1）船长150m 及以上的散货船（包括矿砂船）；（2）船长150m 及以上的集装箱船；（3）船长190m 及以上的油船；1.2.2 具有CSR 附加标志的油船的疲劳强度评估按《钢质海船入级规范》第9 篇的相关规定进行；1.2.3 具有CSR 附加标志的散货船的疲劳强度评估按《钢质海船入级规范》第10 篇的相关规定进行。
1.2.4 对于1.2.1 规定范围以外的船舶也可参照本指南，对其结构进行疲劳强度校核。
（8）应力范围S （）：引起结构疲劳的交变应力的应力范围，按下式计算：S= 式中： ——应力循环的最大值， ； ——应力循环的最小值， 。
（9）设计应力——疲劳评估时的计算应力。
可以是名义应力，也可以是热点应力。
1.4 疲劳分析方法1.4.1 船体结构的疲劳分析可采用简化计算法和直接计算法。
2N/mm 2N/mm 2N/mm max min σσ−maxσminσ1.4.2 简化计算法和直接计算法主要包括下述内容：（1）疲劳载荷计算；（2）各应力范围分量的计算；（3）应力集中系数的确定 ；（4）应力范围的合成；（5）累积损伤度的计算及衡准。
总纵向强度校核校核原理1许用剪力和许用弯矩从船舶资料中查取
船舶一般分成如下几种情况给出：
⑴给出船中许用静水弯矩
小型船舶(Lbp＜90m)
⑵给出港内（静水中）和海上（波浪中）船中弯 矩许用值
中型船舶(Lbp＜150m)
⑶给出重要剖面上的剪力和弯矩许用值
大型船舶(Lbp＞150m)
船舶资料中给出的许用值是针对新船状态， 营运中船舶每年扣除腐蚀量0.4%~0.6%，5年 以下取下限值，10年以上取上限
均衡装卸各舱货物，合理安排装卸顺序；
油水的合理分布和使用；
吃水差调整时兼顾船舶拱垂状态的改善；
合理压载；
避免船舶在波浪中的纵谐摇；
保证船舶局部强度
一、定义
船体结构抵抗局部变形和破坏的能力。 对营运船舶说： 主要考虑甲板、平台、舱底及舱口盖等载的表示方法 1)均布载荷Pd 均布载荷是作用在载荷部位上货物重力均 匀分布在某一较大面积上 2)集中载荷P 集中负荷是指货物重力集中作用在一个较 小的特定面积上
纵坐标---载荷对船中力矩 的绝对值之和ΣPiXi = |MF| + |MA| (不包括空船重量) 图中各曲线的意义：
MS′=0得点划线
有利中拱
有利范围 允许范围
中拱
中垂
MS′=±MSO得上下两虚线
MS′=± MS得最外侧两实线
3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 dm (m)
3.站面强度校核法
常用的校核方法
1.船中弯矩估算法 许用静水弯矩--- MS 正值中拱状态
实际静水弯矩---MS′
负值中垂状态
当船舶MS M S
表明该装载状态总纵强度满足要求。
2.强度曲线图校核法
横坐标---平均型吃水dM
不包括空船重量 44 40 36 32 28 24 20 16 12 8 4 ∑PiXi (104kN· m)
海洋关键工程结构疲劳基础规范
FATIGUE ASSESSMENT OF OFFSHORE STRUCTURES,ABSRP-C203 RP-C206 DNV海洋工程构造物疲劳强度评估指南, CCSABS拟定疲劳损伤旳措施：1，Deterministic Method依赖于S-N曲线，相应恒幅应力2，Palmgren-Miner Rule线性损伤合计理论，相应变幅应力规范中有关海洋工程构造物疲劳评估措施重要讲了如下几种方面：1. 基于S-N 曲线旳疲劳应根据不同旳疲劳寿命计算措施计算获得相应旳应力值，如下表。
在计算海洋工程构造物旳疲劳寿命时，由于构造物往往具有多种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。
然后再按照多种工况在评估目旳服役期中旳比例加权计算总旳损伤度。
当构造服役期间有过不同旳用途时，则应考虑不同用途所导致旳疲劳损伤旳累积。
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旳剩余疲劳寿命时，要扣除该船作为油船使用时已经导致旳疲劳损伤，且应注意如下规定：（1）当计算过去服役期中旳疲劳损伤时，应采用该船过去实际航行路线旳波浪海况，而不该像对新造油船同样采用假定航线旳波浪海况。
（2）当计算该油船在过去服役期旳疲劳累积损伤，要考虑该船旳航速，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，对于板件构造旳对接焊缝、T型节点和十字节点、以及圆管对接节点一般可采用名义应力法进行疲劳寿命计算。
对船体构造中典型节点进行疲劳寿命计算时，节点旳应力集中系数可参照CCS《船体构造疲劳强度指南》中有关内容。
热点应力也可以采用其她公认旳合理措施求得，但需通过CCS 旳承认。
对多平面管节点旳一般解决方式是假设各个平面间旳管节点互不影响，从而当成简朴管节点计算。
但是，在有些状况下，不同平面间旳管节点互相影响很严重，这种互相影响会使得管节点旳应力集中系数发生很大变化。