非线性砰击载荷对某大外飘型船舶疲劳损伤的影响 被引量：2

1

作者 徐志亭 赵超 王福花 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第6期180-185,共6页

[目的]常规疲劳损伤谱分析法只考虑了线性波浪载荷对疲劳寿命的影响,对于大外飘型船舶,如何考虑非线性砰击载荷的影响成为疲劳损伤计算的难点。[方法]首先,采用非线性时域方法计算船体总弯矩的时历分布;然后,结合雨流计数法,统计出船体... [目的]常规疲劳损伤谱分析法只考虑了线性波浪载荷对疲劳寿命的影响,对于大外飘型船舶,如何考虑非线性砰击载荷的影响成为疲劳损伤计算的难点。[方法]首先,采用非线性时域方法计算船体总弯矩的时历分布;然后,结合雨流计数法,统计出船体节点在非线性砰击载荷下的疲劳应力范围分布,进而得到船体节点考虑非线性砰击载荷影响的疲劳损伤;最后,将其与线性波浪载荷产生的疲劳损伤予以对比,计算非线性砰击弯矩对某大外飘型船舶疲劳总损伤的放大系数。[结果]经计算,考虑砰击载荷后,疲劳损伤放大约40%。[结论]采用该计算方法对具有严重砰击载荷的船舶进行疲劳损伤计算具有实际参考意义。 展开更多

关键词 非线性水弹性 砰击载荷 雨流计数法 疲劳损伤

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预报发生在双峰交叉海况下的畸形波

2

作者 王迎光 徐志亭 李瑞尧 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期816-834,共19页

本文首次提出一个新颖的转换线性模拟法用于预报发生在双峰交叉海况下的波峰幅值分布和畸形波。为执行所提出的转换线性模拟法,建立了一个表达为单调指数函数的转化模型,以便原始真实过程的前三阶矩与转化后模型对应的各阶矩相一致。应... 本文首次提出一个新颖的转换线性模拟法用于预报发生在双峰交叉海况下的波峰幅值分布和畸形波。为执行所提出的转换线性模拟法,建立了一个表达为单调指数函数的转化模型,以便原始真实过程的前三阶矩与转化后模型对应的各阶矩相一致。应用所提出的新颖模拟法预报了发生在两个双峰交叉海况下的畸形波,一个带基于由良港海岸测得的表面高程数据的方向谱,另一个带典型的双峰Ochi-Hubble方向波浪谱。结果显示:在这两种情况下所提出的新颖的转换线性模拟法比传统的线性模拟法或用其它理论(或经验)模型能提供更精确的预报结果;所提出的新颖的转换线性模拟法比非线性模拟法效率更高。 展开更多

关键词 畸形波 双峰交叉海况 转换线性模拟 指数函数

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搁置脚载荷下滚装船甲板接触计算与实验分析

3

作者 蒋嘉奇 徐志亭 +1 位作者 蔡忠华 王德禹 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页

运输装置底部的搁置脚与滚装船甲板之间存在着复杂的非线性接触关系,不能简单地将搁置脚载荷视作均布载荷来处理。为探讨在搁置脚载荷作用下船舶甲板结构的接触压力与应力分布,以某钢质甲板结构为研究对象,采用Abaqus对其进行非线性接... 运输装置底部的搁置脚与滚装船甲板之间存在着复杂的非线性接触关系,不能简单地将搁置脚载荷视作均布载荷来处理。为探讨在搁置脚载荷作用下船舶甲板结构的接触压力与应力分布,以某钢质甲板结构为研究对象,采用Abaqus对其进行非线性接触数值计算,通过实尺度搁置脚载荷甲板强度实验,对搁置脚不同位置下甲板模型的接触压力、甲板板应力、纵骨应力进行分析,并将实验结果与仿真结果进行对比分析,验证搁置脚与甲板的接触压力分布规律,并在此基础上提出一种针对甲板板的简化计算方法,将复杂的非线性接触计算转变为较为简单的线弹性计算。结果表明,接触压力主要集中在搁置脚前端和横梁附近,以强横梁为代表的强构件是主要承载构件,甲板板高应力区域主要集中在搁置脚底部前端以及横梁附近,实验结果与数值计算结果吻合较好。本文计算模型具有较高的准确性,简化计算方法对滚装船甲板设计及强度计算具有较好的实用性。 展开更多

关键词 搁置脚 甲板 非线性接触 压力分布 简化算法

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拉压不同模量船用夹芯复合结构承载特性分析 被引量：2

4

作者 叶珍周 李晓彬 +2 位作者 李江涛 徐志亭 谌伟 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期1799-1811,共13页

夹层复合材料因其优异的综合性能而广泛应用于船舶与海洋结构物。然而,由于拉伸和压缩的弹性模量不相等,传统的夹层复合材料结构承载特性分析方法受到挑战。本文基于修正的Reissner理论,推导拉压不等模量矩形夹芯板的挠曲线微分方程,给... 夹层复合材料因其优异的综合性能而广泛应用于船舶与海洋结构物。然而,由于拉伸和压缩的弹性模量不相等,传统的夹层复合材料结构承载特性分析方法受到挑战。本文基于修正的Reissner理论,推导拉压不等模量矩形夹芯板的挠曲线微分方程,给出均布载荷和简支条件下矩形板挠度的解析解。此外,基于拉压弹性模量不等材料模型,建立适用于拉压不同模量复杂船体结构的有限元分析模型和计算流程。算例结果表明,本文提出的理论模型和数值方法具有较高的计算精度。相关计算方法可为复杂船用夹芯复合材料结构设计和承载特性分析提供参考。 展开更多

关键词 夹芯结构 双模量 修正的Reissner理论 挠度控制方程 数值模型

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船舶典型节点疲劳强度试验及S-N曲线拟合方法研究 被引量：3

5

作者 陈先胤 刘宁 +1 位作者 徐志亭 闫晋辉 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期1377-1389,共13页

疲劳评估的关键问题是S-N曲线的选取,对于某些结构复杂的大型船舶特有的结构形式,现有规范没有合适的SN曲线。为了更合理准确地进行结构疲劳强度研究,本文选取某型具有复杂结构的船舶,用实尺度模型试验的方法研究几种典型节点的S-N曲线... 疲劳评估的关键问题是S-N曲线的选取,对于某些结构复杂的大型船舶特有的结构形式,现有规范没有合适的SN曲线。为了更合理准确地进行结构疲劳强度研究,本文选取某型具有复杂结构的船舶,用实尺度模型试验的方法研究几种典型节点的S-N曲线特性。通过全船有限元谱分析疲劳强度计算,筛选出疲劳问题重点关注区域,确定模型试验部位;根据疲劳问题严重区域的实船结构,设计加工典型节点实尺度疲劳试验模型;确定多个加载工况,进行典型节点疲劳强度试验,获取典型节点多种载荷工况下的疲劳寿命值,在此基础上,研究得到各节点S-N曲线及P-S-N曲线;应用试验所得P-S-N曲线,对船体典型节点部位进行疲劳强度评估,并与规范S-N曲线结果进行了对比,指出了它们的差异。 展开更多

关键词 典型节点 实尺度模型 疲劳试验 谱分析 S-N曲线拟合

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搁置脚载荷作用下的甲板压力分布特征实验和数值分析 被引量：2

6

作者 熊群飞 徐志亭 +1 位作者 王福花 王德禹 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2018年第5期10-17,共8页

[目的]船舶上装载物的搁置脚与甲板之间存在着复杂的接触关系,不能简单地将搁置脚载荷视作均布载荷来处理。为探讨在搁置脚载荷作用下船舶甲板结构的压力分布,[方法]以某大型装备的搁置脚为例,首先采用有限元方法对其进行非线性接触数... [目的]船舶上装载物的搁置脚与甲板之间存在着复杂的接触关系,不能简单地将搁置脚载荷视作均布载荷来处理。为探讨在搁置脚载荷作用下船舶甲板结构的压力分布,[方法]以某大型装备的搁置脚为例,首先采用有限元方法对其进行非线性接触数值计算,并分析在甲板板上的压力分布特征。然后,通过实验验证搁置架与甲板的接触力分布规律,并在此基础上提出一种运用等效轮印载荷代替搁置脚载荷的简化计算方法,以此将复杂的非线性接触计算转化为线弹性计算。[结果]结果表明,搁置脚与甲板之间的接触力主要分布在强横梁处和搁置脚前端,其中搁置脚前端的接触力使甲板板具有较大应力,该应力约占总载荷的25%;实验结果与数值计算结果吻合较好。[结论]所提简化计算方法对此类甲板设计及强度计算具有较好的实用性。 展开更多

关键词 搁置脚 轮印载荷 甲板 非线性接触 压力分布 简化计算方法

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承受搁置脚载荷的舰船甲板纵骨设计方法 被引量：3

7

作者 郑朝斌 徐志亭 +1 位作者 王福花 王德禹 《舰船科学技术》 北大核心 2015年第11期44-48,共5页

某些设备搁置在甲板上的搁置脚为金属结构,此时与甲板接触区域压力分布具有不均匀性,直接进行均布载荷作用下的线弹性计算不合适。本文采用有限元软件进行非线性接触计算,通过数据处理,得到甲板纵骨接触力分布规律,即甲板纵骨接触力的... 某些设备搁置在甲板上的搁置脚为金属结构,此时与甲板接触区域压力分布具有不均匀性,直接进行均布载荷作用下的线弹性计算不合适。本文采用有限元软件进行非线性接触计算,通过数据处理,得到甲板纵骨接触力分布规律,即甲板纵骨接触力的分布主要集中在3个部位。在此基础上,建立了三力平衡模型,提出了3个力分别对应的计算公式,并通过多跨梁简化模型验证了其合理性。 展开更多

关键词 搁置脚 非线性接触计算 甲板纵骨 多跨梁简化模型

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某船用高强钢低周疲劳裂纹扩展及裂尖塑性区演化的试验与仿真方法研究

8

作者 刘洪瑞 乐京霞 +1 位作者 徐志亭 蒋怡然 《船舶力学》 北大核心 2025年第1期98-109,共12页

船体结构的断裂破坏往往是低周疲劳与累积塑性两种破坏模式共同作用的结果。为研究某船用高强钢考虑累积塑性作用的低周疲劳裂纹扩展行为及塑性区尺寸,本文根据ASTME647标准进行某船用高强钢CT试件在拉-拉循环载荷作用下低周疲劳裂纹扩... 船体结构的断裂破坏往往是低周疲劳与累积塑性两种破坏模式共同作用的结果。为研究某船用高强钢考虑累积塑性作用的低周疲劳裂纹扩展行为及塑性区尺寸,本文根据ASTME647标准进行某船用高强钢CT试件在拉-拉循环载荷作用下低周疲劳裂纹扩展试验,并采用DIC方法测量不同裂纹长度下的裂尖塑性区尺寸。随后,通过引入Chaboche模型,建立扩展有限元仿真方法,得到裂尖塑性区尺寸,探究不同载荷因素对塑性区尺寸的影响,并基于试验数据进行方法有效性验证。最后,基于有限元计算结果和Irwin模型,提出一种考虑累积塑性应变的裂尖塑性区尺寸预估模型,并建立基于循环塑性区尺寸的裂纹扩展速率模型。 展开更多

关键词 塑性区尺寸 Chaboche组合硬化模型 低周疲劳 裂纹扩展

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船体直翼桨区域结构疲劳时域分析 被引量：1

9

作者 王伟 郭建捷 +1 位作者 徐志亭 李聪 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第6期34-39,共6页

针对船体直翼桨区域的结构疲劳问题,基于应力叠加原理,探讨激振载荷和波浪载荷联合作用下的结构响应时域计算流程。在此基础上,提出了该区域的结构疲劳时域分析方法。通过对某船进行疲劳损伤计算,分析了激振载荷和波浪载荷对疲劳寿命的... 针对船体直翼桨区域的结构疲劳问题,基于应力叠加原理,探讨激振载荷和波浪载荷联合作用下的结构响应时域计算流程。在此基础上,提出了该区域的结构疲劳时域分析方法。通过对某船进行疲劳损伤计算,分析了激振载荷和波浪载荷对疲劳寿命的影响。结果表明,2种载荷对直翼桨区域结构疲劳损伤占比较大,其中在靠近船体中线面附近,波浪载荷对结构疲劳影响占主导地位,而主机诱导的激振载荷在基座盘面附近影响突出,达到疲劳总损伤值的50%,共振疲劳问题不容忽视。本文研究可以为船体直翼桨区域结构的疲劳设计提供参考。 展开更多

关键词 疲劳分析 直翼桨 激振载荷 时域分析

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小水线面双体船上层建筑结构疲劳强度试验研究 被引量：1

10

作者 王伟 李聪 +1 位作者 徐志亭 陈先胤 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第21期19-23,共5页

针对小水线面双体船上层建筑下围与甲板连接处应力集中明显、疲劳强度问题突出的现象,本文基于谱分析法的全船疲劳强度分析结果,确定疲劳问题严重的部位,对常规腹板加强十字焊接型节点及采用肘板优化的一般焊接型节点分别设计了实板厚... 针对小水线面双体船上层建筑下围与甲板连接处应力集中明显、疲劳强度问题突出的现象,本文基于谱分析法的全船疲劳强度分析结果,确定疲劳问题严重的部位,对常规腹板加强十字焊接型节点及采用肘板优化的一般焊接型节点分别设计了实板厚疲劳试验模型。通过疲劳试验获得了典型载荷工况下的疲劳失效循环次数,采用定斜率极大似然法及可靠性方法拟合S-N曲线,明确了优化前后2种节点的疲劳特性,验证了优化方式的有效性。试验结果对小水线面双体船的结构设计具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 小水线面双体船 腹板加强十字焊接型节点 实板厚疲劳试验 S-N曲线

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甲板初始变形对搁置脚载荷非线性接触的影响

11

作者 蒋嘉奇 徐志亭 王德禹 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第6期44-49,共6页

运输装置底部的搁置脚与船舶甲板之间有着复杂的非线性接触关系,为了研究甲板初始变形对接触的影响,以某运输装置的搁置脚为例,在Abaqus软件中建立甲板和搁置脚的非线性接触模型,并对其进行有限元数值计算,分析甲板板上Mises应力与接触... 运输装置底部的搁置脚与船舶甲板之间有着复杂的非线性接触关系,为了研究甲板初始变形对接触的影响,以某运输装置的搁置脚为例,在Abaqus软件中建立甲板和搁置脚的非线性接触模型,并对其进行有限元数值计算,分析甲板板上Mises应力与接触压力的分布特征,同时进一步考虑不同形式的甲板初始变形工况。结果表明,不同初始变形的施加使甲板板应力与接触压力分布更为复杂,最大应力增大明显,这种影响主要是由甲板板的局部拱起导致的。板的初始变形影响最大,加强筋的梁柱型初始变形影响次之,加强筋的侧倾初始变形影响很小。因此,初始变形对搁置脚甲板接触的影响不能忽略。 展开更多

关键词 搁置脚 甲板 非线性接触 初始变形 数值分析

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