Chinese Journal of Ship Research, Volume. 17, Issue 3, 264(2022)
Analysis of the direct calculation method of ship fatigue damage considering slamming load
Figures & Tables(13)
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Table 1. Location of fatigue hotspots of a ship
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热点编号 热点所在位置 Hotspot01 345号肋位，横舱壁、06甲板与纵舱壁三者交点处 Hotspot02 345号肋位，横舱壁、03甲板与纵舱壁三者交点处 Hotspot03 262号肋位，横舱壁、07甲板与纵舱壁三者交点处 Hotspot04 208号肋位，03甲板左舷右侧舱口角隅处 Hotspot05 136号肋位，上层建筑左端部与03甲板交点处 Hotspot06 137号肋位，02甲板左端上层建筑折角处 Hotspot07 60号肋位，04甲板横梁与横舱壁交点处 Hotspot08 52号肋位，横舱壁和03甲板与纵舱壁交点处 Hotspot09 234号肋位，03甲板下横梁与横舱壁交点处 Hotspot10 222号肋位，横舱壁和04甲板与左侧距船舯 1 000 mm处纵舱壁交点处
Table 2. Basic parameters of fatigue damage calculation
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参数 数值 装载工况 满载 浪向角θ/( º) 0，30，60 波浪圆频率ω/( rad·s-1) 0~2.5（间隔频率为0.01） 海况 北大西洋海况 海浪谱 双参数P-M谱 设计寿命/年 50
Table 3. Experimental S-N curve parameters
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S-N曲线 K Sq C 4.677×1012 77.624 7 D 1.520×1012 53.368 0 E 1.282×1012 50.43
Table 4. Fatigue damage and nonlinear contribution of each hotspot
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热点编号 波频分量的 疲劳损伤度 计及砰击的 总损伤度 非线性 贡献度 非线性影响 系数 Hotspot01 3.40×10−12 5.58×10−12 0.642 1.104 Hotspot02 5.27×10−9 8.82×10−9 0.674 1.171 Hotspot03 1.10×10−1 1.80×10−1 0.640 1.147 Hotspot04 3.48×10−7 5.83×10−7 0.672 1.167 Hotspot05 3.08×10−8 5.47×10−8 0.775 1.215 Hotspot06 3.96×10−8 6.90×10−8 0.744 1.216 Hotspot07 3.00×10−9 5.69×10−9 0.895 1.255 Hotspot08 2.00×10−8 3.70×10−8 0.847 1.296 Hotspot09 7.39×10−8 1.27×10−7 0.718 1.148 Hotspot10 1.21×10−7 2.07×10−7 0.703 1.152
Table 5. Damage calculated by time domain combined beam theory method
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热点编号 非线性影响系数 应力集中系数 计及砰击的损伤度 Hotspot01 1.104 1.454 0.172 Hotspot02 1.171 1.312 0.087 Hotspot03 1.147 1.453 0.180 Hotspot04 1.167 4.644 0.617 Hotspot05 1.215 1.384 0.107 Hotspot06 1.216 1.305 0.132 Hotspot07 1.255 1.336 0.107 Hotspot08 1.296 1.152 0.408 Hotspot09 1.148 1.251 0.050 Hotspot10 1.152 1.819 0.292
Table 6. Calculation parameters of wave load response
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参数 数 值 计算航速/kn 16 计算浪向角θ/(º) 0，30，60，90，120，150，180，210，240，270，300，330 各航向出现的概率 1/12 计算波浪圆频率ω/(rad·s−1) 0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1.0，1.1，1.2，1.3，1.4，1.5，1.6，1.7，1.8，1.9，2.0
Table 7. Spectrum analysis and evaluation results of example ship
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热点编号 疲劳累积损伤度 (压载) 疲劳累积损伤度 (满载) 总损伤度 Hotspot01 0.105 0.116 0.221 Hotspot02 0.075 0.084 0.160 Hotspot03 0.093 0.125 0.217 Hotspot04 0.317 0.355 0.671 Hotspot05 0.085 0.095 0.179 Hotspot06 0.075 0.09 0.165 Hotspot07 0.063 0.071 0.134 Hotspot08 0.156 0.175 0.331 Hotspot09 0.085 0.110 0.194 Hotspot10 0.273 0.305 0.578
Table 8. Slamming influence coefficients of each hot spot under each working condition
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热点编号 砰击影响系数 θ = 0° θ = 30° θ = 60° Hotspot01 1.129 1.110 1.079 Hotspot02 1.215 1.175 1.123 Hotspot03 1.131 1.092 1.084 Hotspot04 1.207 1.169 1.058 Hotspot05 1.247 1.199 1.107 Hotspot06 1.252 1.201 1.112 Hotspot07 1.263 1.210 1.144 Hotspot08 1.300 1.245 1.160 Hotspot09 1.188 1.126 1.097 Hotspot10 1.181 1.139 1.113
Table 9. Fatigue damage results and slamming influence coefficients of each hotspots
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热点编号 压载工况下的 疲劳损伤度 满载工况下的 疲劳损伤度 不考虑砰击 的总损伤度 计及砰击的 总损伤度 砰击影 响系数 Hotspot01 0.105 0.116 0.221 0.260 1.18 Hotspot02 0.075 0.084 0.160 0.194 1.21 Hotspot03 0.093 0.125 0.217 0.238 1.10 Hotspot04 0.317 0.355 0.671 0.770 1.15 Hotspot05 0.085 0.095 0.179 0.192 1.07 Hotspot06 0.075 0.090 0.165 0.200 1.21 Hotspot07 0.063 0.071 0.134 0.208 1.55 Hotspot08 0.156 0.175 0.331 0.429 1.30 Hotspot09 0.085 0.110 0.194 0.223 1.15 Hotspot10 0.273 0.305 0.578 0.663 1.15
Table 10. Fatigue damage degree of time domain rain flow counting method and frequency domain spectrum analysis method
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热点编号 未计及砰击的损伤度 计及砰击的损伤度 砰击影响系数 时域雨流 计数法 频域谱 分析法 时域雨流 计数法 频域谱 分析法 时域雨 流计数法 频域谱 分析法 Hotspot01 0.156 0.221 0.172 0.260 1.103 1.176 Hotspot02 0.074 0.160 0.087 0.194 1.176 1.213 Hotspot03 0.157 0.217 0.180 0.238 1.146 1.097 Hotspot04 0.529 0.671 0.617 0.770 1.166 1.148 Hotspot05 0.088 0.179 0.107 0.192 1.216 1.073 Hotspot06 0.109 0.165 0.132 0.200 1.211 1.212 Hotspot07 0.085 0.134 0.107 0.208 1.259 1.552 Hotspot08 0.315 0.331 0.408 0.429 1.295 1.296 Hotspot09 0.044 0.194 0.050 0.223 1.136 1.149 Hotspot10 0.253 0.578 0.292 0.663 1.154 1.147
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Weijun XU, Zhen HUA, Huilong REN, Chenfeng LI, Woda LI. Analysis of the direct calculation method of ship fatigue damage considering slamming load[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2022, 17(3): 264
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Category: Ship Structure and Fittings
Received: Jun. 28, 2021
Accepted: --
Published Online: Mar. 25, 2025
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