基于DEM-FEM法的碎冰区船舶冰致疲劳损伤分析

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作者 周陈炎 张佳宁 +1 位作者 黄炼 陈玲 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第12期64-68,共5页

极地运输船在碎冰区航行时会不断与海冰发生碰撞,致使内部产生周期性损伤,加剧了船体结构的疲劳问题。为此,本文建立一种基于离散元-有限元(DEM-FEM)的碎冰区航行船舶冰致疲劳损伤评估方法。首先,根据实际海冰分布,构造出一种混合海冰... 极地运输船在碎冰区航行时会不断与海冰发生碰撞,致使内部产生周期性损伤,加剧了船体结构的疲劳问题。为此,本文建立一种基于离散元-有限元(DEM-FEM)的碎冰区航行船舶冰致疲劳损伤评估方法。首先,根据实际海冰分布,构造出一种混合海冰模型和数值碎冰航道。利用离散元法(DEM)计算出船体-碎冰碰撞下的冰载荷时历。将冰载荷时历施加到船体上,利用有限元法(FEM)计算出各疲劳子工况下的热点应力时历。采用改进四峰谷值雨流计数法统计热点应力时历的应力水平,基于线性累积损伤准则的S-N曲线法计算出各热点总的疲劳损伤度。最后,将本方法的计算结果与LR规范算法的结果进行对比分析,验证该方法的适用性。本方法可为碎冰区航行船舶的冰致疲劳损伤评估提供一定参考。 展开更多

关键词 离散元-有限元 混合碎冰模型 冰载荷 疲劳损伤

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应力宽带特征下的半潜式平台疲劳可靠性评估

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作者 周陈炎 张佳宁 +2 位作者 余浩 陈玲 王志博 《船海工程》 北大核心 2024年第2期102-107,共6页

在海洋平台疲劳损伤计算时存在着大量不确定因素,使用确定性方法进行疲劳评估具有局限性。考虑到计算的简便性,常规疲劳可靠性分析方法是基于窄带分布推导出的,与实际海况下热点应力的宽带特征不符。为使评估结果更合理,给出一种基于宽... 在海洋平台疲劳损伤计算时存在着大量不确定因素,使用确定性方法进行疲劳评估具有局限性。考虑到计算的简便性,常规疲劳可靠性分析方法是基于窄带分布推导出的,与实际海况下热点应力的宽带特征不符。为使评估结果更合理,给出一种基于宽带应力的疲劳可靠性评估方法,以南海某半潜式平台为例进行时变疲劳可靠性指标计算,验证了该方法的适用性和可行性。 展开更多

关键词 半潜式平台 疲劳损伤 可靠性分析 宽带应力

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多场耦合作用下的浮式风机系泊系统疲劳评估

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作者 陈玲 周陈炎 林荣 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第18期106-110,共5页

为探究多场耦合作用下的浮式风机系泊系统疲劳问题及其影响因素,利用Openfast-Sesam-Orcaflex软件建立浮式风机多场耦合计算模型,通过时域分析得到系泊链在不同计算工况下的张力-时历曲线。基于改进四峰雨流计数法和线性累积损伤理论的... 为探究多场耦合作用下的浮式风机系泊系统疲劳问题及其影响因素,利用Openfast-Sesam-Orcaflex软件建立浮式风机多场耦合计算模型,通过时域分析得到系泊链在不同计算工况下的张力-时历曲线。基于改进四峰雨流计数法和线性累积损伤理论的T-N曲线法计算出系泊缆在不同短期海况和分析工况下疲劳损伤并研究风场湍流强度对系泊缆疲劳损伤的影响。结果表明,气动载荷会大幅增加系泊缆的疲劳损伤,疲劳评估时不能忽略此载荷。当短期海况风速在额定风速以下时,湍流强度与系泊缆疲劳损伤呈正相关关系,且系泊疲劳损伤受湍流强度的影响在短期海况风速接近额定风速时达到最大。而当短期海况风速大于额定风速时,风场湍流强度对系泊疲劳损伤的影响较小。所得结论可为类似平台的系泊系统疲劳评估提供参考。 展开更多

关键词 浮式风机 系泊 多场耦合 疲劳损伤

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水下机器人耐压舱的结构设计与分析

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作者 俞伟豪 韩旭 +1 位作者 唐纵 周陈炎 《机电信息》 2024年第11期45-48,共4页

水下机器人耐压舱是确保机构整体在深水环境稳定工作、保护内部重要部件不受损坏的关键结构。鉴于此,以CCS潜水器入级规范为基础,初步对耐压舱进行结构设计,确定出关键部位的尺寸。基于有限元法对设计出的耐压舱进行强度和刚度校核,确... 水下机器人耐压舱是确保机构整体在深水环境稳定工作、保护内部重要部件不受损坏的关键结构。鉴于此,以CCS潜水器入级规范为基础,初步对耐压舱进行结构设计,确定出关键部位的尺寸。基于有限元法对设计出的耐压舱进行强度和刚度校核,确保其结构强度满足要求。同时,考虑到耐压舱在水中主要受到压应力作用,对耐压舱结构进行稳定性分析,保证结构在水下工作时不会发生失稳。结果表明,耐压舱的强度及稳定性均满足安全要求,该水下机器人的耐压舱设计相对合理。 展开更多

关键词 水下机器人 耐压舱 有限元 强度 稳定性

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弹振响应对超大型船舶疲劳影响研究

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作者 周陈炎 张佳宁 +1 位作者 孟巧 陈玲 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第2期18-22,共5页

超大型船舶由于弹振响应现象突出,在航行过程中更容易发生疲劳破坏。常规的梁理论法和准静态谱分析法都存在一定缺陷,无法准确分析弹振响应对船体结构疲劳的影响。本文为研究弹振响应下的疲劳评估问题及弹振疲劳的影响因素,在确定的工... 超大型船舶由于弹振响应现象突出,在航行过程中更容易发生疲劳破坏。常规的梁理论法和准静态谱分析法都存在一定缺陷,无法准确分析弹振响应对船体结构疲劳的影响。本文为研究弹振响应下的疲劳评估问题及弹振疲劳的影响因素,在确定的工况和航速条件下,基于应力振型叠加法对某超大型矿砂船进行疲劳损伤计算,分析浪向角和短期海况对弹振疲劳的影响。结果表明:弹振响应使船体热点在高频段产生新的应力峰值,疲劳损伤度大大增加;弹振响应对疲劳的影响程度随浪向角和海况变化明显。本文结论对超大型船舶设计具有一定参考意义。 展开更多

关键词 超大型船舶 弹振 准静态谱分析法 应力振型叠加法 疲劳损伤

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船舶流体力学课程混合教学模式探究 被引量：1

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作者 孟巧 陈玲 周陈炎 《船舶职业教育》 2023年第2期37-39,共3页

船舶流体力学是船舶与海洋工程专业核心课程,也是后续专业课程的理论基础。利用超星泛雅平台构建船舶流体力学课程教学体系,从核心目标设计、学习体验设计和学习支架设计三方面积极探索混合教学模式,有利于提高学生的学习质量及培养学... 船舶流体力学是船舶与海洋工程专业核心课程,也是后续专业课程的理论基础。利用超星泛雅平台构建船舶流体力学课程教学体系,从核心目标设计、学习体验设计和学习支架设计三方面积极探索混合教学模式,有利于提高学生的学习质量及培养学生的学习能力。 展开更多

关键词 船舶流体力学 课程改革 混合教学 教学设计

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课程思政背景下新能源光伏专业教育教学改革探讨

7

作者 施红如 马丽军 周陈炎 《中国科技经济新闻数据库 教育》 2023年第6期185-188,共4页

高校课堂思政教育教学改革—引领全体教师在各类课程教学中,主动加入思想政治教育元素。教学过程中政治教育的融入,不仅可以将本课程的知识体系与思想政治教育相统一,还能通过强化思政理论教育与专业知识深度融合,打造一批坚信理想信念... 高校课堂思政教育教学改革—引领全体教师在各类课程教学中,主动加入思想政治教育元素。教学过程中政治教育的融入,不仅可以将本课程的知识体系与思想政治教育相统一,还能通过强化思政理论教育与专业知识深度融合,打造一批坚信理想信念教育、社会主义核心价值观、中华名族传统优秀文化教育、职业素养教育、生态文明教育等等的社会主义接班人。本研究以“光伏发电技术”为例,要求新能源教师在传统教学过程中针对思政教育,对新能源教学模式提出新要求,帮助学生培养正确的世界观、人生观、价值观。 展开更多

关键词 思政教育 课程教学 文化教育 职业素养 光伏发电技术

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一种自主航行无人测量船的设计与应用

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作者 瞿思涵 周陈炎 +2 位作者 朱慧 张爱彬 陈婧鑫 《今日制造与升级》 2023年第2期82-84,共3页

随着对航道测量精度与时效性的不断提高,传统的人工测量技术已无法满足现阶段的测量需求。文章重点围绕无人测量船的设计关键进行具体分析,包括船型设计、自主航行、自主测量、性能分析等方面。基于无人船的航道测量,彻底解放人力的同... 随着对航道测量精度与时效性的不断提高,传统的人工测量技术已无法满足现阶段的测量需求。文章重点围绕无人测量船的设计关键进行具体分析,包括船型设计、自主航行、自主测量、性能分析等方面。基于无人船的航道测量,彻底解放人力的同时大幅提高测量的精度与效率。 展开更多

关键词 无人船 自主航行 传感器 测量

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基于改进四峰谷值雨流计数法的船舶疲劳强度评估 被引量：4

9

作者 周陈炎 张佳宁 +1 位作者 孟巧 陈玲 《船海工程》 北大核心 2022年第6期42-46,52,共6页

考虑到在船舶时域疲劳强度评估中,对应力时间历程进行统计,雨流计数法对结果准确度有重要影响,针对常规四峰谷值雨流计数法的缺陷,提出一种改进四峰谷值雨流计数原则,同时考虑到时域法进行全海况船舶疲劳评估的耗时性,以改进频域谱分析... 考虑到在船舶时域疲劳强度评估中,对应力时间历程进行统计,雨流计数法对结果准确度有重要影响,针对常规四峰谷值雨流计数法的缺陷,提出一种改进四峰谷值雨流计数原则,同时考虑到时域法进行全海况船舶疲劳评估的耗时性,以改进频域谱分析法为基础,结合改进四峰谷值雨流计数法对某三体船进行疲劳强度评估,结果表明,改进谱分析法的评估结果与真解差距较小,可满足于实际工程计算需求。 展开更多

关键词 疲劳强度 雨流计数 改进四峰谷值 改进频域谱分析

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基于改进谱分析法的船舶疲劳强度直接计算 被引量：3

10

作者 周陈炎 张佳宁 +1 位作者 孟巧 陈洁 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第2期48-52,共5页

针对目前船舶疲劳强度评估问题,频域谱分析法将应力范围服从Rayleigh窄带分布,造成结果偏保守。而时域法则计算时间过长,无法满足快速预估需求。本文以频域谱分析法为基础,提出一种适用于宽带随机过程的改进谱分析法,并以实船为算例进... 针对目前船舶疲劳强度评估问题,频域谱分析法将应力范围服从Rayleigh窄带分布,造成结果偏保守。而时域法则计算时间过长,无法满足快速预估需求。本文以频域谱分析法为基础,提出一种适用于宽带随机过程的改进谱分析法,并以实船为算例进行计算分析。结果表明,基于改进谱分析法的疲劳计算结果与精确解差距较小,可以提供一个相对可靠的船舶疲劳损伤结果。新方法对解决宽带随机过程下的船舶疲劳评估问题有一定参考意义。 展开更多

关键词 频域谱分析法 宽带随机过程 改进谱分析法 疲劳强度

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考虑腐蚀作用下的铝合金三体船疲劳强度直接计算分析 被引量：1

11

作者 周陈炎 张佳宁 +1 位作者 陈玲 孟巧 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第5期189-196,共8页

[目的]针对腐蚀环境下铝合金三体船的疲劳强度进行评估。[方法]以某120 m铝合金三体船为例,基于Miner线性累积损伤理论,运用直接计算法——谱分析法进行三体船疲劳寿命计算。同时,建立不同腐蚀模型,探讨不同腐蚀模型对三体船热点疲劳特... [目的]针对腐蚀环境下铝合金三体船的疲劳强度进行评估。[方法]以某120 m铝合金三体船为例,基于Miner线性累积损伤理论,运用直接计算法——谱分析法进行三体船疲劳寿命计算。同时,建立不同腐蚀模型,探讨不同腐蚀模型对三体船热点疲劳特性的影响。[结果]结果显示:新型腐蚀模型更符合结构的实际腐蚀过程且具有较好的适应性;不同腐蚀模型对铝合金三体船热点的疲劳影响程度与腐蚀年限有关;铝合金三体船在连接桥与主、侧体连接处其抗腐蚀疲劳强度能力较强。[结论]所得结论对考虑腐蚀环境下的三体船疲劳强度评估具有参考意义。 展开更多

关键词 铝合金三体船 谱分析 腐蚀模型 抗腐蚀疲劳

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考虑波激振动的超大型船舶疲劳损伤计算

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作者 周陈炎 孟巧 吴颖高 《船舶》 2022年第3期77-85,共9页

超大型船舶由于相对刚度较低,导致波激振动现象明显。常规的准静态谱分析法未考虑船体的弹性特征及与水动力载荷的耦合效应,无法求解考虑波激振动下的船舶疲劳损伤问题。针对上述问题,以应力模态叠加法为基础,来解决考虑波激振动影响时... 超大型船舶由于相对刚度较低,导致波激振动现象明显。常规的准静态谱分析法未考虑船体的弹性特征及与水动力载荷的耦合效应,无法求解考虑波激振动下的船舶疲劳损伤问题。针对上述问题,以应力模态叠加法为基础,来解决考虑波激振动影响时的船体疲劳强度评估问题,并以某超大型矿砂船为例进行疲劳计算,将结果与准静态谱分析法的结果进行对比分析。结果表明:计及波激振动效应,疲劳应力响应在高频段出现双峰甚至多峰现象,峰值点出现在遭遇频率接近船体固有频率时。波激振动效应使船体结构疲劳寿命大大降低,对于北大西洋海况,船舶在压载工况下的波激振动效应相较满载工况更明显。此方法对解决考虑波激振动下的船舶疲劳评估问题具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 超大型船舶 波激振动 应力模态叠加 谱分析法 疲劳损伤

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基于谱分析法的铝合金三体船疲劳强度直接计算分析

13

作者 周陈炎 吴颖高 +1 位作者 孟巧 陈玲 《船舶》 2021年第5期40-46,共7页

劳氏三体船规范主要针对钢制三体船,对铝合金三体船并不适用。该文以某120 m铝合金三体船为例,基于Miner线性累积损伤理论,运用直接计算法——谱分析法进行三体船疲劳寿命计算;同时考虑到将交变应力过程当成窄带处理与实际海况不符,对... 劳氏三体船规范主要针对钢制三体船,对铝合金三体船并不适用。该文以某120 m铝合金三体船为例,基于Miner线性累积损伤理论,运用直接计算法——谱分析法进行三体船疲劳寿命计算;同时考虑到将交变应力过程当成窄带处理与实际海况不符,对疲劳评估结果进行雨流修正。结果表明:铝合金三体船连接桥部位容易产生疲劳破坏,热点在不同浪向角下疲劳损伤贡献度不同;若将交变应力过程视为窄带模型,三体船疲劳计算结果偏保守。所得结论对铝合金三体船疲劳评估具有参考意义。 展开更多

关键词 铝合金三体船 谱分析法 疲劳寿命 雨流修正

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基于NURBS的模块化三体船总体设计和优化 被引量：1

14

作者 陈玲 孟巧 周陈炎 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第18期41-44,共4页

三体船相对于传统的大型船舶具有耐波性好、稳定性高、载货量大等优点,如何提升三体船的设计质量目前已经成为世界范围内船舶工业的重要研究方向。本文研究的内容是一种基于模块化理论的三体船总体设计方法,模块化设计理念是近年来兴起... 三体船相对于传统的大型船舶具有耐波性好、稳定性高、载货量大等优点,如何提升三体船的设计质量目前已经成为世界范围内船舶工业的重要研究方向。本文研究的内容是一种基于模块化理论的三体船总体设计方法,模块化设计理念是近年来兴起的一种新型设计理论,基于模块化设计理念能够有效降低船舶产品开发的周期,提升船用部件的复用性,使船舶产品的产品特性达到最佳。本文基于模块化设计理论,利用NURBS曲线进行型线拟合设计,完成三体船的特征曲面优化设计,并基于此进行了设计方案的流体动力学特性分析。 展开更多

关键词 模块化理论 三体舰船 型线设计 流体动力学特性

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面向无人船的水体监测系统设计 被引量：1

15

作者 陈玲 陆驰博 +2 位作者 孟巧 周陈炎 袁萍 《船舶物资与市场》 2022年第6期48-50,共3页

为解决水体监测难的问题,设计了面向无人船的水体监测系统。水体监测系统旨在解决人工检测水质的低效率,彻底解放人力的同时,实现水质分层采集、监测与反馈功能。面向无人船的水质监测系统,采用无人船与无人机的协同合作模式,实现水域... 为解决水体监测难的问题,设计了面向无人船的水体监测系统。水体监测系统旨在解决人工检测水质的低效率,彻底解放人力的同时,实现水质分层采集、监测与反馈功能。面向无人船的水质监测系统,采用无人船与无人机的协同合作模式,实现水域范围内的动态监测。无人船基于图像传输系统,结合微型无人机的配置识别水域环境,通过水体监测系统实现水质分层实时的多参数检测,根据反馈数据设计出合理的水体解决方案,促进水域的科学管理。 展开更多

关键词 无人船 水体监测 自主航行 数据反馈

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水质监管船的无人驾驶技术研究 被引量：2

16

作者 陈玲 孟巧 +1 位作者 周陈炎 袁萍 《中国新通信》 2022年第15期29-31,共3页

为解决水域环境更加复杂的水质监管问题,抓住现有水质监测装置智能程度不高,综合性不强,效率与质量无法并存等缺陷。考虑采用水质监管无人船代替人力进行操作,完成了水质监管船的整体设计方案,重点围绕水质监管船的无人驾驶技术展开研究... 为解决水域环境更加复杂的水质监管问题,抓住现有水质监测装置智能程度不高,综合性不强,效率与质量无法并存等缺陷。考虑采用水质监管无人船代替人力进行操作,完成了水质监管船的整体设计方案,重点围绕水质监管船的无人驾驶技术展开研究,确定采用GPS定位系统与INS惯性导航系统相结合的组合导航定位模式,同时采用RRT路径规划算法实现路径规划。只有落实无人驾驶技术的真正应用,才能推进水质监管船实现彻底解放人力的同时大幅提升水体检测的效率与质量,促进水环境的可持续发展。 展开更多

关键词 无人驾驶 GPS INS惯性导航 路径规划

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海洋牧场水下巡检机器人耐压舱力学特性分析 被引量：1

17

作者 杨洋 祁敏 +1 位作者 董苏德 周陈炎 《南方农机》 2022年第2期54-56,共3页

耐压舱作为水下机器人主要元件的安装空间和水下压强的承压部件,需保证力学性能满足规范要求。课题组基于有限元法对已设计完成的海洋牧场水下巡检机器人进行力学特性分析。在考虑强度和刚度的同时,对耐压舱振动特性进行分析,防止产生... 耐压舱作为水下机器人主要元件的安装空间和水下压强的承压部件,需保证力学性能满足规范要求。课题组基于有限元法对已设计完成的海洋牧场水下巡检机器人进行力学特性分析。在考虑强度和刚度的同时,对耐压舱振动特性进行分析,防止产生共振效应。结果表明:此海洋牧场水下巡检机器人耐压舱设计满足规范要求,可安全使用。 展开更多

关键词 耐压舱 有限元法 力学特性 共振

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飞鱼型水下机器人耐压壳结构优化 被引量：1

18

作者 刘威 周陈炎 +1 位作者 张鹭 杨洋 《科技风》 2021年第7期7-8,共2页

耐压舱作为水下机器人仪器的重要载体起着至关重要的作用。本文基于Ansys Workbench对飞鱼型水下机器人的耐压壳结构进行有限元分析。在满足强度和刚度要求的前提下,对飞鱼型水下机器人耐压壳结构进行优化,以起到减重降本的目的。

关键词 有限元分析 耐压壳 优化

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二维离散方法破冰船层冰破冰阻力数值预报

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作者 葛媛 张佳宁 +2 位作者 金强 周陈炎 张雷 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第9期42-48,共7页

在一定理想化假设的基础上,采用二维数值方法研究了层冰条件下连续破冰过程,应用层冰中压力与接触面积的关系,对时域内层冰破冰阻力问题进行求解。考虑二维数值方法忽略碎冰在船首处的运动,计算船首碎冰运动产生的浸没阻力,对理想状态... 在一定理想化假设的基础上,采用二维数值方法研究了层冰条件下连续破冰过程,应用层冰中压力与接触面积的关系,对时域内层冰破冰阻力问题进行求解。考虑二维数值方法忽略碎冰在船首处的运动,计算船首碎冰运动产生的浸没阻力,对理想状态下的数值模拟结果进行修正,计算破冰阻力。运用Spencer算法、Lindqvist算法和Riska算法对冰阻力进行预报并与数值结果进行对比,并对不同船速及冰厚下的破冰力进行数值模拟。结果表明,考虑浸没阻力后的数值方法模拟结果更加准确可靠,且随船速及冰厚的增加,破冰力呈上升趋势,其中冰厚对破冰力的影响更加显著。 展开更多

关键词 层冰 数值模拟 经验公式方法 冰阻力

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宽带随机载荷下船舶结构的两种疲劳直接计算方法 被引量：4

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作者 周陈炎 张佳宁 +1 位作者 申亚洲 张天逸 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期41-47,共7页

针对船舶疲劳计算将外载荷以及波浪引起的船舶交变应力响应过程当窄带模型处理,而现实海况模型更接近宽带模型这一问题,考虑从应力范围分布为切入点,以实船结构为研究对象,采用两种直接计算法——HCSR直接计算方法和谱分析方法解决宽带... 针对船舶疲劳计算将外载荷以及波浪引起的船舶交变应力响应过程当窄带模型处理,而现实海况模型更接近宽带模型这一问题,考虑从应力范围分布为切入点,以实船结构为研究对象,采用两种直接计算法——HCSR直接计算方法和谱分析方法解决宽带随机载荷下的疲劳计算问题.谱分析法以Rice分布为基础,建立宽带载荷下等效应力范围的近似计算模型进行疲劳求解;而HCSR直接计算方法则用连续型模型Weibull分布来表示宽带谱下应力范围的分布模型,从而解决宽带随机载荷下求解疲劳寿命问题.研究结果表明:考虑宽带影响因素后,两种方法虽然采用模型不同,但结果相接近或趋势相同,证明两种方法对解决宽带下疲劳问题都有一定可行性;但谱分析法求解时采用多种等效应力近似模型,可满足不同带宽下的疲劳强度计算,结果更加准确可信. 展开更多

关键词 宽带随机载荷 HCSR直接计算方法 谱分析 应力范围 近似计算模型

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