HCSR疲劳载荷概率水平及形状参数的研究.pdf

第42卷 第6期 船 海 工 程 Vo1．42 No．6 2013年 12月 SHIP ＆ OCEAN ENGINEERING Dec．2013 DOI：10．3963／j．issn．1671-7953．2013．06．005 HCSR疲劳载荷概率水平及形状参数的研究 高 峰 ，任慧龙 ，王东海 ，李 旭。，刘 洋 (哈尔滨工程大学船舶与海洋工程力学研究所，哈尔滨 150001；2．中国船级社 ，北京 100007) 摘 要 ：针对协调共同规范(HCSR)中疲劳评估的概率水平和形状参数的选取问题 ，通过理论分析和数 值计算分析对结构疲劳损伤贡献率最大的长期应力范围所对应的超越概率水平，分析不同超越概率水平下 形状参数对结构疲劳寿命的敏感性 ，通过实船谱分析计算，得到热点应力范围长期分布。 关键词 ：超越概率水平，形状参数 ，结构疲劳损伤 中图分类号：U661．43 文献标志码 ：A 文章编号：1671~953(2013)06-0022-03 疲劳损坏是船舶结构的主要失效模式之一， 进行比较，发现形状参数 的范围在0．7～1．3 其原因就是船舶在波浪中航行时，船舶结构时常 之间，并提出了形状参数 的取值范围和计算公 处于交变应力的作用，这种交变载荷周期性的累 式 ]。有研究利用北大西洋海浪统计资料，按线 积效应造成船舶的疲劳破坏。所以在对船舶典型 性理论计算了一批船舶波浪弯矩范围的长期分 结构进行强度评估的时候，能否有效准确地进行 布，给出形状参数的估算公式为 结构的疲劳强度评估一直是国内外学者和各大船 =1．087—0．0006·L (1) 级社研究的热门话题。针对结构的疲劳强度评 挪威船级社给出的计算式 为 估，各大船级社都有 自己的一套计算评估体系，疲 = 2．21—0．54 ·lgL (2) 劳累积损伤公式中，各参数的选取也各有标准，在 显然，回归的估算公式大多是船长的函数，这 以前的CSR规范中，应力范围的概率水平和形状 意味着只靠船长一个参数来确定形状参数 值， 参数的选取也因船型而异。例如，原来的油船和 有一定的局限性和误差。对于散货船，CSR规定 散货船共同规范在进行疲劳评估时，选取的应力 形状参数 =1，而对于原油船，CSR规范对形状 范围的概率水平为 10～；原油船 CSR，形状参数 参数的回归公式进行了改进，考虑到了评估点的 的取值与船长和评估点所在的位置有关，在散货 位置 h[] 船CSR中形状参数 =1。为了排除各船级社之 = eibul】[(1．1—0．35× ] (3) 间的差异，IACS于2012年 7月推行了协调共同 J U U 规范(HCSR)．在HCSR规范中，其选取的概率水 式中．厂w。曲。——与位置有关的修正因子。 平为 10～，形状参数 =1。本文对HCSR规范中 HCSR规范中，疲劳评估的概述明确指出规 概率水平和形状参数的选取进行分析，讨论概率 范的评估方法只适用于船长 150m 以上、500m 水平和形状参数选取的合理性。 以下、在北大西洋运营寿命为25年的船舶。将该 长度范围带人上述的形状参数回归公式中可发 1 HCSR中形状参数的选取