[发明专利]一种C型独立液货罐Y型接头疲劳强度评估方法

权利要求书

1.一种C型独立液货罐Y型接头疲劳强度评估方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1，确定C型独立液货罐的疲劳载荷工况；

步骤S2，按照IGC规则推导船舶运动导致的液货疲劳载荷，以及气压和温度变化低周疲劳载荷；

步骤S3，进行高周和低周疲劳载荷下Y型接头的应力计算；

步骤S4，依照CCS《船体结构疲劳指南》中的十字焊接接头方法计算C型独立液货罐接头的设计热点应力范围；

步骤S5，按照接头类型选定S-N曲线；

步骤S6，基于线性累积损伤模型，进行累积损伤度的计算；

步骤S7，按照IGC的疲劳衡准进行C型独立液货罐Y型接头疲劳强度评估；

所述步骤S2中，根据下述公式计算双体罐的高周疲劳动压力：

对于指定的β₁

对于指定的β₂

其中，α_y和α_z为相应方向上的最大无因次加速度，计算时，可以认为它们是分别作用的，α_z不包括静重力分量，α_y包括横摇在横方向上引起静重力分量，y表示中纵线到装货的液货罐重心之间的横向距离，z表示船舶的实际水线到装货的液货罐重心之间的垂向距离；β₁和β₂为横摇角度；R为罐体半径；L为左右两罐圆心的距离；ρ为设计温度时的最大货物密度。

2.如权利要求1所述的一种C型独立液货罐Y型接头疲劳强度评估方法，其特征在于：所述步骤S2中，根据下述公式计算三体罐的高周疲劳动压力：

对于指定的β₁：

对于指定的β₂：

其中，α_y和α_z为相应方向上的最大无因次加速度，计算时，可以认为它们是分别作用的，α_z不包括静重力分量，α_y包括横摇在横方向上引起静重力分量，y表示中纵线到装货的液货罐重心之间的横向距离，z表示船舶的实际水线到装货的液货罐重心之间的垂向距离；β₁和β₂为横摇角度；R为罐体半径；L为左右两罐圆心的距离；ρ为设计温度时的最大货物密度。

3.如权利要求1或2所述的一种C型独立液货罐Y型接头疲劳强度评估方法，其特征在于：所述步骤S4中，根据下述公式计算设计热点应力范围：

S_D(k)＝max(f_m,i(k)f_tf_clS_h,i(k))N/mm²

其中，S_h,i(k)——装载工况“(k)”中载荷工况“i”下的热点应力范围；

f_m,i(k)——装载工况“(k)”中载荷工况“i”下的热点平均应力修正系数；

f_t——板厚修正系数；

f_cl——腐蚀修正系数。

4.如权利要求1或2所述的一种C型独立液货罐Y型接头疲劳强度评估方法，其特征在于：所述步骤S6中，根据下述公式进行高周疲劳损伤度的计算：

其中，N_D——船舶在20年营运期间的载荷循环总次数；

N_L——载荷谱回复周期的循环次数，取为10²；

α_k——装载工况“(k)”的时间分配系数；

K——S-N曲线参数；

S_D(k)——装载工况“(k)”的设计应力范围，N/mm²；

ζ_k——装载工况“(k)”的Weibull形状参数；

μ_k——系数；

m——S—N曲线反斜率；

Γ(x)——完全GAMMA函数值。

5.如权利要求4所述的一种C型独立液货罐Y型接头疲劳强度评估方法，其特征在于：所述步骤S6中，根据下述公式进行低周疲劳损伤度的计算：

其中，n_Loading——装卸货次数，按照《IGC》取值不小于10³；

N_Pres、N_Temp——蒸气压力、温差作用低周疲劳次数，通过采用与高周载荷相同的模型和方法，计算相应的设计应力范围S_DL，再查S-N曲线获取。