大型C型独立液货罐Y型接头疲劳强度评估

随着C型独立液货罐的新技术发展,目前在工业界推出了采用双体罐和三体罐构造形式的新颖大型C型独立液货罐。由于双体罐和三体罐构造的要求,在相邻罐体连接处设有Y型接头。该Y型接头位置处由于结构件交汇,构造复杂、应力集中,在船舶运动、蒸汽压力变化,以及温度变化的动载作用下有可能发生疲劳损伤。本文对新颖大型C型独立液货罐Y型接头疲劳强度评估方法的规范技术要求及制定开展了深入详尽的研究，包括对C型独立液货罐疲劳损伤计算工况择取，液货内部动压力计算公式推导，蒸气压力、温度变化等低周疲劳载荷模式确定等，创新提出一整套基于热点应力的C型独立液货罐Y型接头的疲劳损伤评估方法的规范实施要求。进一步地，还推导了基于一般实际情况假设下的C型独立液货罐Y型接头疲劳评估筛分准则，并应用本文上述研究成果和结论，进行了双体和三体罐Y型接头疲劳评估和筛分准则的应用与验证。     

C型独立液货罐焊接接头的疲劳载荷研究

针对C型独立液货罐的特点,提炼出C型独立液货罐的疲劳计算工况;按照IGC规则推导了高周疲劳动压力计算公式,并且与中国船级社《船舶结构疲劳强度指南》中的等效设计波法计算的疲劳载荷作了对比;此外,还讨论了蒸汽压力、温度变化等低周疲劳载荷,解决了C型独立液货罐疲劳计算的关键问题。     

独立C型三体液货罐的应力分析与强度评估方法

针对三体液货罐体量大、支撑不固定、受力复杂的特点,提出了对于罐体不同区域采用不同的网格、不同单元的有限元建模方案；在《IGC 规则》加速度公式的基础上,推导了三罐体在各工况下的加速度以及内部压力计算公式；同时从《IGC 规则》中筛选出适用于有限元计算结果的强度评估准则,从而建立了一套三体液货罐应力分析与强度评估方法。以8410立方米三体液货罐为例,利用ABAQUS有限元软件,建立有限元模型并进行了各种工况应力分析和强度评估。     

基于应力线性化和主S-N曲线的方形管节点疲劳评估方法

通过对美国新奥尔良大学董平沙教授的基于结构应力的主S-N曲线法的介绍,提出了一种基于应力线性化的主S-N曲线法,并给出该方法的操作流程。就方形管节点,分别采用董平沙教授的主S-N曲线法、美国ASME规范中的主S-N曲线法以及文中所述基于应力线性化的主S-N曲线法,进行疲劳寿命评估和比较。通过与热点应力法计算结果进行对比,表明该方法简单易行,且与热点应力法的结果更为接近。