基于累积塑性的船体结构多轴低周疲劳裂纹扩展机理研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51809144
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:23.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E1101.海岸工程与海洋工程
- 结题年份:2021
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:陶利民; 唐友宏; 蒙占彬; 张蕾蕾; 韩翔希;
- 关键词:
项目摘要
The fatigue strength of ship’s structure has very important significance on the safety and survivability. Along with the increasing in ship dimensions and more use of high-strength steel in recently years, the stress and deformation of ship structures are so high and large, which result in very prominent problem of low-cycle fatigue damage to large-scale ships. This has become the key issues demanding prompt solution in the development of large-scale ships. The research on fatigue crack propagation behavior under multiaxial irregular high-stress and low-cycle load is the main problem of fracture failure of ship hull structures in extreme sea conditions.Analysis shows that most overall fractures of ship structure tend to be the coupling interaction result of low-cycle fatigue and increasing plasticity. Therefore, the multiaxial low-cycle fatigue crack propagation analysis and estimation considering the effect of accumulated incremental plastic damage can more realistically predict the fatigue strength of ship hull structures in extreme sea conditions. Based on the accumulated incremental plastic damage at crack tip region, this project will carry out theoretical, numerical and experimental research on the multiaxial low-cycle fatigue crack propagation behavior of ship hull structures. The crack tip opening displacement (CTOD)will be applied to the analysis of multiaxial low-cycle fatigue crack propagation, taking the lead in solving the problem in the field. The research finding of the project could more accurately assess the multiaxial low-cycle fatigue fracture failure of ship hull structures under extreme sea conditions, and also can provide a more advanced and reliable theoretic base and analysis method for the prediction of multiaxial low-cycle fatigue crack propagation behavior of ship hull structures.
船舶结构的疲劳强度对船舶的安全性和生命力有着十分重要的意义。随着船舶主尺度 和高强度钢的广泛使用,使得大型船舶结构的低周疲劳问题成为亟待解决的关键性问题之一。多轴非规则高应力、低循环载荷下船体结构疲劳裂纹扩展行为研究是恶劣海况下船体结构断裂破坏的主要问题之一。研究表明,大多船体结构的总体断裂破坏往往是低周疲劳破坏与递增塑性破坏耦合作用的结果。因此,考虑多轴低周疲劳载荷下船体裂纹板裂纹扩展与累计塑性破坏的耦合影响研究能够更为符合实际地评估恶劣海况中船体结构的低周疲劳断裂。本项目基于裂纹尖端累积塑性变形对多轴低周疲劳载荷下船体结构裂纹扩展行为全面开展理论、模型及数值分析研究,将多轴应力状态下的船体结构裂纹尖端张开位移(CTOD)应用于多轴低周疲劳裂纹的扩展分析。研究结果可以更确切地分析评估船体在恶劣海况下的低周疲劳破坏,为进一步正确预报船体结构的低周疲劳提供更为先进的理论依据及可靠的计算方法。
结项摘要
船舶结构的疲劳强度对船舶的安全性和生命力有着十分重要的意义。随着船舶高强度钢的广泛使用,使得大型船舶结构的低周疲劳问题成为亟待解决的关键性问题之一。多轴非规则高应力、低循环载荷下船体结构疲劳裂纹扩展行为研究是恶劣海况下船体结构断裂破坏的主要问题。研究表明,大多船体结构的总体断裂破坏往往是低周疲劳破坏与递增塑性破坏耦合作用的结果。因此,考虑多轴低周疲劳裂纹扩展与累积塑性的耦合影响研究能够更为符合实际地评估恶劣海况中船体结构的低周疲劳断裂。.本项目以十字形船体裂纹板Q235钢试样为研究对象,基于弹塑性理论,通过理论分析、数值仿真与裂纹扩展实验相结合的方法,系统的研究了船体裂纹板在多轴比例/非比例低周疲劳载荷作用下(包括双轴应力比λ、应力幅Δσ、应力比R 以及相位差θ等不同影响因素)考虑累积塑性耦合作用的多轴低周疲劳裂纹扩展失效机理。通过扩展实验和数值模拟计算对比分析了裂纹尖端的塑性应变累计率以及扩展过程中的裂纹尖端张开位移∆CTOD。大型船体构件在低周疲劳载荷作用下率先在缺陷处逐步产生累积塑性破坏和低周疲劳破坏,而且这种累积递增塑性破坏会促进低周疲劳裂纹的萌生,加剧低周疲劳裂纹的扩展。随后,在多轴弹塑性应力应变场及累积塑性分析的基础上,以多轴应力状态下的∆CTOD为控制变量,建立了考虑累积塑性耦合影响的船体裂纹板多轴比例/非比例低周疲劳裂纹扩展评估模型。本项目分别提出了船体裂纹板试样在多轴比例/非比例低周疲劳载荷下累积塑性的理论解,建立了多轴比例/非比例低周疲劳裂纹扩展速率的预测模型;并分别开展了多轴比例/非比例低周疲劳载荷下累积塑性破坏试验和多轴低周疲劳裂纹扩展试验,通过试验数据对上述理论解和预测模型进行了对比分析,验证了公式的可靠性。研究结果为准确评估船体结构在双轴低周疲劳作用下断裂破坏行为提供重要依据,为将来进一步开展真实恶劣海况下船体结构的低周疲劳寿命的分析与评估,提供理论分析基础和计算方法。
项目成果
期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
变幅低周疲劳载荷下船体裂纹板裂纹尖端力学行为研究(英文)
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:船舶力学
- 影响因子:--
- 作者:邓军林;韩俊峰;杨平;彭英
- 通讯作者:彭英
Effect of Overload on Low Cycle Fatigue Crack Growth Behavior Considering Accumulative Plastic Damage
考虑累积塑性损伤的过载对低周疲劳裂纹扩展行为的影响
- DOI:10.1007/s11668-021-01306-4
- 发表时间:2022
- 期刊:Journal of Failure Analysis and Prevention
- 影响因子:1.2
- 作者:徐庚;董琴;杨平;邓军林
- 通讯作者:邓军林
Analysis of biaxial proportional low-cycle fatigue and biaxial accumulative plasticity of hull inclined-crack plate
船体斜裂纹板双轴比例低周疲劳及双轴累积塑性分析
- DOI:10.1016/j.ijnaoe.2021.11.006
- 发表时间:2021
- 期刊:International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
- 影响因子:2.2
- 作者:Deng Junlin;Tu Wenling;Xiong Kang;Yang Ping;Dong Qin
- 通讯作者:Dong Qin
Analysis of biaxial proportional low-cycle fatigue crack propagation for hull inclined-crack plate based on accumulative plasticity
基于累积塑性的船体斜裂纹板双轴比例低周疲劳裂纹扩展分析
- DOI:10.1007/s42452-021-04921-w
- 发表时间:2022-01
- 期刊:SN Applied Sciences
- 影响因子:2.6
- 作者:邓军林;涂雯羚;董琴;董大伟;邱圣临
- 通讯作者:邱圣临
Analysis of Biaxial Non-Proportional Low-Cycle Fatigue Crack Propagation Behavior of Hull Plate with an Inclined Crack Based on Accumulative Plasticity
基于累积塑性的倾斜裂纹船体板双轴非比例低周疲劳裂纹扩展行为分析
- DOI:10.1007/s11668-021-01179-7
- 发表时间:2021
- 期刊:Journal of Failure Analysis and Prevention
- 影响因子:1.2
- 作者:Junlin Deng;Wenling Tu;Kang Xiong;Ping Yang;Qin Dong
- 通讯作者:Qin Dong
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
加筋板低周疲劳寿命和累积塑性应变模型
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:中国舰船研究
- 影响因子:--
- 作者:王红;杨平;邓军林;董琴
- 通讯作者:董琴
Research on Low-cycle-fatigue Crack Propagation Life for Ship Plate Based on Accumulative Plastic Damage
基于累积塑性损伤的船板低周疲劳裂纹扩展寿命研究
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:Journal of Ship Mechanics
- 影响因子:--
- 作者:董琴;杨平;邓军林;汪丹
- 通讯作者:汪丹
Low-cycle fatigue crack initiation life of hull-notched plate considering short crack effect and accumulative plastic damage
考虑短裂纹效应和累积塑性损伤的船体缺口板低周疲劳裂纹萌生寿命
- DOI:10.1016/j.apor.2017.08.003
- 发表时间:2017-10
- 期刊:Applied Ocean Research
- 影响因子:4.3
- 作者:邓军林;杨平;陈远
- 通讯作者:陈远
Low-Cycle Fatigue Crack-Propagation Behavior for Ship Cracked Plate Considering Accumulative Plastic Damage
考虑累积塑性损伤的船舶裂纹板低周疲劳裂纹扩展行为
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:Journal of Ship Mechanics
- 影响因子:--
- 作者:邓军林;杨平;陈远
- 通讯作者:陈远
含中心裂纹有限加筋板应力强度因子理论及数值仿真分析
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:船舶工程
- 影响因子:--
- 作者:董琴;杨平;邓军林
- 通讯作者:邓军林
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}

内容获取失败,请点击重试

查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图

请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
邓军林的其他基金
多轴非规则载荷下船体结构低周疲劳累积损伤及寿命评估方法研究
- 批准号:52161042
- 批准年份:2021
- 资助金额:37 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}