摘要:船体结构在波浪交变载荷、装载变化与局部应力集中作用下,焊接接头与节点部位容易产生疲劳裂纹,疲劳损伤是船舶结构安全与维修决策关注的重要问题。船体由大量焊接构件组成,焊缝与节点存在几何不连续、残余应力与缺陷,疲劳裂纹往往从这些部位萌生并逐步扩展,最终影响结构承载能力。准确认识疲劳裂纹演化规律并评估剩余寿命,对于保障航行安全、合理安排检修具有工程意义。本文围绕船体焊接结构疲劳问题,梳理疲劳强度理论、裂纹扩展规律与寿命评估方法的研究进展,分析载荷特征、节点构造、焊接缺陷与腐蚀环境对疲劳损伤的影响。研究结合典型船体节点的应力分析与疲劳数据,考察应力集中、交变载荷谱与裂纹扩展阶段对寿命的作用,讨论名义应力法、热点应力法与断裂力学方法的适用条件。结果表明,船体疲劳失效是交变应力集中、焊接缺陷与环境因素共同作用的结果,节点构造细节与残余应力对裂纹萌生影响显著;寿命评估需要区分裂纹萌生与扩展阶段,并结合实际载荷谱与检测结果修正。研究为船体结构疲劳设计、检修周期安排与剩余寿命判断提供工程参考。
关键词:船体结构;焊接接头;疲劳裂纹;应力集中;剩余寿命;断裂力学
