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CCS《基于谱分析的船体结构疲劳强度评估指南》

新闻来源:中国船检    浏览量:389 郑刚 2018-07-12
CCS《基于谱分析的船体结构疲劳强度评估指南》7月1日生效
        2018年5月,CCS发布了《基于谱分析的船体结构疲劳强度评估指南》(以下简称指南),并将于2018年7月1日生效。指南介绍了疲劳谱分析的原理及分析流程,明确了疲劳谱分析各环节(如水动力分析,结构分析,谱分析,疲劳损伤计算)的技术要求。
       指南目前覆盖了薄膜型LNG船、集装箱船和矿砂船三个船型。根据指南对目标船进行分析并满足要求后,可授予SFA(xx,yy)附加标识, SFA代表基于谱分析的疲劳强度评估(Spectrum-based Fatigue Analysis),xx表示航区,yy表示设计疲劳寿命。
        CCS为指南实施同步开发了配套的疲劳谱分析软件,该软件包括了水动力分析,结构分析,损伤计算等疲劳谱分析所需的各项功能。软件中,用户可定义舱室及装载,环境条件,S-N曲线及疲劳评估中的各项参数。软件在开发中对数据管理和存储方法、谱分析算法进行了优化,使用户可在个人电脑上进行船体结构的疲劳谱分析。
        船舶在海上受到波浪动载荷的作用,会在船体结构中引起交变应力,并造成结构的疲劳损伤。对于某些疲劳关键区域,如舱口角隅,货舱内的折角处,由于应力集中的影响,交变应力被放大,疲劳损伤成为其重要的破坏形式。
        疲劳谱分析方法是疲劳强度评估的基本方法。采用疲劳谱分析进行疲劳强度评估时,首先根据实船的外壳形状及质量分布进行水动力计算得到波浪载荷,通过全船有限元分析得到应力的传递函数,然后结合环境条件(波浪散布图)计算应力的响应谱,最后通过进行谱分析得到应力范围的分布并结合S-N曲线计算结构的疲劳损伤。
        从上面的过程可以看出,疲劳谱分析的环节多,工作量大,技术要求高。为了减小工作量,提高分析效率,人们通过研究,总结已有船型的经验,开发了简化方法(如CCS《船体结构疲劳强度指南》,CSR中的疲劳强度要求)。简化方法分析流程简单,计算效率高,但仅适用于成熟船型,且难以考虑不同环境条件。
        如果说简化方法的疲劳评估是通过经验数据总结开发出的成衣,那疲劳谱分析就是针对目标船的量身定制。在常规船型的疲劳强度评估中,简化方法是主流,但在新颖船舶和高附加值船舶的结构评估中,疲劳谱分析方法是主流。在40万吨矿砂船、21000TEU集装箱船、17.4万方薄膜型LNG船这三型船的审图中,CCS均进行了疲劳谱分析。
        推出疲劳谱分析的指南和配套软件,有助于提高CCS的船体结构分析能力,提升CCS对新颖船舶和高附加值船舶的技术服务能力。根据客户要求,可考虑特定航线,给定设计寿命,对目标船进行船体结构的疲劳强度评估。CCS也将进一步开展研究,将该方法应用到更多的船型中,为客户提供更优质的服务。
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