《基於累積遞增塑性破壞的船體結構低周疲勞強度研究》是依託武漢理工大學，由楊平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於累積遞增塑性破壞的船體結構低周疲勞強度研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊平
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
船舶結構的疲勞強度對船舶的安全性和生命力有著十分重要的意義。目前船體結構疲勞強度的研究成果及套用基本都是針對高周疲勞。近年來隨著船舶主尺度的不斷加大，採用的高強度鋼越來越多，船舶結構所受的應力及變形也越來越大，使得大型船舶結構的低周疲勞損傷問題顯得十分突出，成為大型化船舶發展中亟待解決的關鍵性問題。研究分析表明，大多船體結構的總體斷裂破壞往往是低周疲勞破壞與遞增塑性破壞兩種破壞模式耦合作用的結果。因此，基於累積遞增塑性破壞的結構低周疲勞分析能夠更為符合實際地評估船體結構的低周疲勞斷裂。本項目基於累積遞增塑性對船體低周疲勞強度全面開展理論、模型及數值分析研究，率先將裂紋尖端張開位移（CTOD）套用於低周疲勞裂紋的擴展分析。研究結果可以更確切地分析評估船體在極值海況下的低周疲勞破壞，是疲勞強度理論分析與套用上的一個發展，為正確預報船體結構的低周疲勞提供更為先進的理論依據及可靠的分析計算方法。
結題摘要
船舶結構的疲勞強度對船舶的安全性和生命力有著十分重要的意義。實際惡劣海洋環境中船體結構承受的交變載荷會在結構中造成兩種形式的損傷：一種是低周疲勞的高應力幅引起局部結構應力集中區域裂紋的形成和擴展，導致結構的疲勞斷裂破壞；另一種是每次高應力幅循環之後產生不斷增長的累積塑性變形損傷，導致結構材料延性喪失而破壞。實際上塑性變形破壞及交變塑性變形破壞（或低周疲勞）並不是相互獨立的，它們之間具有耦合作用的關係。因此，在研究船體結構的低周疲勞性能時必須考慮這種耦合的破壞模式。 本項目基於累積遞增塑性對船體低周疲勞強度全面開展理論、模型及數值分析研究，率先將裂紋尖端張開位移（CTOD）套用於低周疲勞裂紋的擴展分析。 本項目主要完成了以下研究工作：（1）完成循環載荷下船體結構裂紋尖端彈-塑性理論分析和推導，獲得船體結構裂紋尖端張開位移(CTOD)計算模型；（2）提出循環載荷下以CTOD為參量的船體結構低周疲勞壽命的理論計算模型，完成船體結構低周疲勞壽命計算方法研究；（3）建立反映循環載荷下船體結構累積遞增塑性破壞和低周疲勞破壞耦合作用關係的理論分析模型；（4）完成模型實驗，弄清循環載荷下基於累積塑性破壞的、以CTOD作為參量表征的船體結構的低周疲勞壽命的變化規律，驗證、比較理論方法的正確性、合理性和有效性，實現循環載荷下船體結構數值仿真技術的計算精度與效能的提升；（5）完成循環載荷下的累積塑性破壞和低周疲勞破壞耦合作用關係的有限元數值仿真，以及多種影響因素作用下的參數分析研究。 研究結果可以更確切地分析評估船體在極值海況下的低周疲勞破壞，是疲勞強度理論分析與套用上的一個發展。研究工作為正確預報船體結構的低周疲勞強度提供更為先進的理論依據及可靠的分析計算方法。
