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【发明公布】复合材料船舶的疲劳节点拉伸剩余刚度评估方法_哈尔滨工程大学_202410174798.5 

申请/专利权人:哈尔滨工程大学

申请日:2024-02-07

公开(公告)日:2024-04-30

公开(公告)号:CN117951958A

主分类号:G06F30/23

分类号:G06F30/23;G06F113/26;G06F119/04

优先权:

专利状态码:在审-实质审查的生效

法律状态:2024.05.21#实质审查的生效;2024.04.30#公开

摘要:本发明涉及复合材料船舶疲劳寿命分析领域,尤其涉及一种复合材料船舶的疲劳节点拉伸剩余刚度评估方法。包括如下步骤:S1、确定复合材料船舶的疲劳典型节点;S2、设计拉伸疲劳试验;S3、开展疲劳典型节点的拉伸疲劳试验;S4、建立有限元分析模型;S5、剩余刚度的预测;本发明弥补了复合材料船体三维结构剩余刚度难以确定的缺陷,对复合材料船舶的典型节点的疲劳试验与仿真,对疲劳剩余刚度进行预测,可应用于不同材料类型、不同铺层方式与不同船体结构的节点,具有较强的适应性。

主权项:1.一种复合材料船舶的疲劳节点拉伸剩余刚度评估方法,假定船体节点疲劳失效处的剩余刚度与厚度为线性关系,通过有限元仿真分析,其特征在于,包括如下步骤:S1、确定复合材料船舶的疲劳典型节点:根据目标复合材料船航行海域的波浪载荷情况,以及所述目标复合材料船响应筛选疲劳典型节点;S2、设计拉伸疲劳试验:根据步骤S1确定的所述疲劳典型节点,按照试验条件、试验场地、试验仪器的最大加载力,确定所述目标复合材料船的所述疲劳典型节点的缩尺比和疲劳试验的加载水平,根据缩尺比设计制作与所述疲劳典型节点等比例缩放的目标试件;S3、开展疲劳典型节点的拉伸疲劳试验:将所述目标试件固定到方箱上,记录作动筒各个时刻的上升位移ai、拉伸力Fi,在所述目标试件发生一定疲劳破坏后,停止试验,记录裂纹产生位置、裂纹长度、裂纹宽度;S4、建立有限元分析模型:根据步骤S3中的拉伸疲劳试验结束时记录的裂纹产生位置、裂纹长度、裂纹宽度数据,建立所述目标试件的剩余刚度评估的有限元分析模型;S5、剩余刚度的预测:确定有限元分析模型的边界条件,通过调整折减区域的单元厚度ti,模拟疲劳失效的刚度折减,当模型仿真位移到边界条件时,对应单元厚度的折减比例即为疲劳试验剩余刚度的占比,剩余刚度占比的计算公式如下: 其中,N为拉伸疲劳试验循环次数;EN为最终刚度,E0为初始刚度;tN为折减后的单元厚度,t0为未折减时的单元厚度。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 哈尔滨工程大学 复合材料船舶的疲劳节点拉伸剩余刚度评估方法

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