基于HCSR 与CSR 规范的散货船舱口角隅疲劳计算方法

李旭

(中国船级社技术研究开发中心，北京100007）

基于HCSR 与CSR 规范的散货船舱口角隅疲劳计算方法

李旭

(中国船级社技术研究开发中心，北京100007）

对于疲劳载荷的概率水平,HCSR规范调整较大,由原来CSR规范的10-4调整为现在的10-2,有关研究［3-5］表明构成疲劳累积损伤的概率水平主要集中在10-5以下的概率水平,其中10-2对疲劳累积损伤贡献最大,见图1。基于上述原因,HCSR规范选取10-2作为疲劳载荷的概率水平。

图1 概率水平p与累积损伤的关系

1.2 应力范围长期分布

HCSR与CSR-BC规范对于应力范围的分布函数均应用weibull双参数分布模型,形状参数ξ均取1.0。Weibull形状参数是研究船舶疲劳强度的一项重要参数,大量的研究结果表明,疲劳损伤对形状参数十分敏感［6-8］,形状参数ξ一般是根据结构所处的海洋环境、结构类型及响应特性以及构件在整个结构中的位置等因素来确定,数值一般是在0.7～1.3之间。疲劳载荷的概率水平取为10-2时,Weibull形状参数ξ从0.8变化到1.2,对疲劳寿命的影响很小［3］,所以HCSR规范中配套选取ξ=1.0和10-2的概率水平的做法可以有效消除由形状参数ξ选取带来的误差影响。

1.3 应力范围计算方法

1.3.1 HCSR舱口角隅应力计算方法

对于HCSR规范,舱口角隅疲劳强度直接计算评估的应力范围采用热点应力,对于网格划分密度有着一定的要求(见图2)。应力的提取基于在有限元模型中角隅板网格边缘建立一系列厚度与板材厚度相同,宽度近乎忽略的虚拟梁单元,在评估结果中提取梁单元的轴向应力和弯曲应力的组合。取各载荷工况中的修正后应力范围最大值作为所考虑装载工况下的疲劳应力范围,所考虑的装载工况见表3。……