船舶结构与强度设计 第5章 应力集中

（2）疲劳特点
①只有在交变应力作用下，疲劳才会发生。 ②疲劳破坏起源于高应力局部。 构件应力集中处，常常是疲劳破坏的起源。 ③疲劳破坏是是一个发展过程，在足够多次的扰 动载荷作用之后，形成裂纹或完全断裂。
2.疲劳断裂是船舶结构损伤的主要原因 （1）为什么船舶容易疲劳破坏？ ① 交变载荷作用 海洋波浪周期5-10秒，船舶寿命期内结构受交变应 力作用次数约108
1.舱口角隅应力集中 甲板上大舱口破坏了甲板结构连续性，在角隅处 引起应力集中。 舱口角隅应力集中系数k：舱口角隅处最大应力与 平均应力之比。 影响应力集中系数的主要因素是角隅半径r与舱口 宽度b之比。当r/b增大，应力集中系数急剧减小，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ r/b＞0.2时，k不再变化。
影响应力集中系数的主 要因素是角隅半径r与 舱口宽度b之比。当r/b 增大，应力集中系数急 剧减小，当r/b＞0.2时， k不再变化。
② 结构存在应力集中和裂纹 结构不连续、焊接缺陷、装配误差，应力集中难免。 ③海水腐蚀加速疲劳。
（2）提高结构疲劳强度的措施 为了结构疲劳强度，主要措施是降低应力集中。 ① 改善连接点设计，如结构平顺过渡 ② 提高工艺、焊接质量、装配精度 ③ 结构防腐
第4节《规范》降低应力集中的措施
①甲板开口 当强力甲板上的货舱开口角隅是圆形时, 角隅处 要求加厚板, 且角隅半径与舱口宽度之比不小于1/20。 开口角隅是抛物线形或椭圆形时, 角隅处的甲板不 需加厚板。
② 机座纵桁和龙骨的过渡 如机座纵桁在整个机舱长度内贯通, 在两端舱 壁的背面均设有过渡肘板。 在中内龙骨中断处的 机舱内应设置长度不小于2 个肋距的肘板过渡。
③ 肘板趾端 为避免主要强力构件端部的应力集中，在大型 肘板趾端处，肘板的面板应向端部削斜。
④ 不同厚度钢板进行对接 不同厚度钢板进行对接, 其厚度差大于或等于 4mm 时, 应将厚板的边缘削斜, 使其均匀过渡, 削斜 的宽度应不小于厚度差的4 倍。
⑤上层建筑端部过渡 上层建筑的舷侧外板应延伸至上层建筑端部以 外，且其高度逐步减小至主船体的舷顶列板，过渡 应光顺。
2.应力集中系数 应力集中处的最大应力与所选定的平均应力之 比称为应力集中系数。 它是应力集中程度的标志，应力集中系数大说明 应力集中严重。 宽板中心开圆孔应力集中系数约为3。
第2节 船体结构中的应力集中
甲板上舱口、构件连接处、上层建筑与主船体连 接处，断面和形状突然变化，存在应力集中，因而应 力较大。
2.结构连接处的应力集中系数 一般船舶结构连接方式应力集 中系数可查阅手册。
第3节 结构疲劳
钢材也会疲劳？
1.结构疲劳特点
（1）结构疲劳 材料或结构在多次交变载荷作用下，即使最大 应力明显低于材料的屈服极限，经过一段时间作用 后，某点或多点会产生裂纹，并在一定循环次数后 裂纹逐渐扩展，直到最后断裂，材料或结构的这种 破坏成为疲劳破坏。