船舶典型螺栓連接結(jié)構(gòu)疲勞性能研究.pdf

1、由于其體積小、連接剛度大和連接質(zhì)量易于保證等優(yōu)點(diǎn),使得螺栓連接應(yīng)用范圍很廣泛,目前,鐵路、公路、航海、航天等部門均在使用螺栓連接。但螺栓疲勞斷裂不易被發(fā)現(xiàn)也難于預(yù)防,故螺栓疲勞斷裂引起的重大事故也時(shí)有發(fā)生,因此加強(qiáng)對(duì)螺栓疲勞性能研究十分必要。
　　本文是以某船型首部的2Cr13馬氏體不銹鋼螺栓連接結(jié)構(gòu)件為研究對(duì)象,重點(diǎn)研究和計(jì)算船舶在不同運(yùn)行狀態(tài)(出水、入水)條件下結(jié)構(gòu)件的受力情況。通過(guò)數(shù)值模擬與經(jīng)典理論相結(jié)合的方法,參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

2、和規(guī)范及相關(guān)海區(qū)的波浪特征,對(duì)結(jié)構(gòu)件的連接螺栓進(jìn)行了疲勞性能研究。并開(kāi)展疲勞試驗(yàn)研究,驗(yàn)證了連接螺栓在服役期間在正常使用的情況下的可靠性。主要結(jié)論如下:
　　(1)預(yù)緊力矩為300N·m時(shí),實(shí)際工況下連接螺栓承受的最大應(yīng)力小于材料的許用應(yīng)力,即螺栓強(qiáng)度滿足要求。
　　(2)通過(guò)對(duì)該船型的結(jié)構(gòu)件的受力分析,并參照材料的S-N曲線及方程、Goodman直線方程及大西洋北部波浪數(shù)據(jù)等,對(duì)該船型的結(jié)構(gòu)件連接螺栓疲勞壽命進(jìn)行估算。結(jié)果

3、表明,該船型應(yīng)用的2Cr13不銹鋼螺栓完全可以滿足設(shè)計(jì)壽命25年的要求。
　　(3)利用MSC.Patran和MSC.Fatigue軟件對(duì)結(jié)構(gòu)件連接螺栓進(jìn)行了有限元模型的建立和計(jì)算,結(jié)合經(jīng)典理論計(jì)算結(jié)果,驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)連接螺栓的強(qiáng)度和疲勞壽命能滿足實(shí)際工況的需要。
　　(4)根據(jù)船舶螺栓連接結(jié)構(gòu)件局部結(jié)構(gòu)尺寸制作試驗(yàn)樣件,進(jìn)行了連接螺栓及結(jié)構(gòu)件的疲勞性能測(cè)試。結(jié)合經(jīng)典理論計(jì)算結(jié)果,驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)連接螺栓的強(qiáng)度和疲勞壽命能滿足實(shí)際工況