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浅谈船体结构中疲劳裂纹的分析与控制
作者：张笑天来源：《科学与信息化》2018年第32期
摘要随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，人们的科学文化素质也在逐步提高。科技发展的同时也促进并带动交通设施的进步。船舶作为航海海运必不可少的交通工具之一，在人们的生活中越来越发挥出不可忽视的作用。诚然，船舶如同所有的制造产品一样，存在着一定的使用周期，超过了这个周期，必然会产生一定的破损乃至损坏。很多长期在海洋航行的船舶在经历风吹浪打磨蚀后都出现了疲劳裂纹，这种情况在船的上下边舱表现最为突出。因此，为了有效延长船舶的使用寿命，正确的裂纹预防和控制措施尤为迫切，还可以为今后船舶制造的节点设计提供一些有益的参考。关键词船体结构；疲劳裂纹；分析；控制前言根据资料分析与观察，长期在海洋航行的船舶，其上下边舱中出现各种各样的疲劳裂纹，我们需要分析其产生原因，找出正确的预防和控制方法，可以为新造船舶设计的节点提供一些有益的参考1。1裂纹出现的部位及其特征（1）裂纹的性质。典型疲劳裂纹周围的涂装情况良好，发生腐蚀的部位没有因腐蚀而引起的减薄现象，断口的边缘整齐划一，如刀切一般。（2）易出现疲劳裂纹的船型。大型散货船、集装箱船双层底及上下边舱中都可能出现疲劳裂纹。（3）易出现疲劳裂纹的区域。大型散货船、集装箱船双层底及上下边舱在船舯04L区域受总纵弯曲的交变应力最大，在船舯部前后第二、第三个底压载、上下边舱等位置，及双层底污水井等区域极易发生疲劳裂纹。（4）易发生疲劳裂纹的构件。疲劳裂纹大多发生在外底、舷侧纵骨，上边舱反顶纵骨，及靠外侧纵桁上的构件，裂纹起始部位有两种：一是肘板及辅强材的趾端；二是流水孔、人孔、过梁孔、过焊孔等开孔边缘。一般来讲，上述疲劳裂纹在船龄15年左右多发，有的船甚至在5年船龄后就可能出现裂纹2。2疲劳裂纹产生原因裂纹产生原因有以下几种。
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（1）使用过程中的问题。船舶在营运过程中遭遇严酷的海况、装卸货程序安排不当，造船在船舯部产生过大的应力。（2）节点设计的问题。船舶在新造时的节点设计不合理，如肘板、辅强材、半桁等没有进行软趾化处理，相对于与其连接的肘板、辅强材来讲，其下的纵骨刚性较弱等。（3）施工质量问题。在船舶新造时，由于装配、焊接、打磨施工质量不佳而造成的裂纹始发点，在上述3个因素中，由于结构错位造成面外位r