疲劳点有限元网格处理方法与流程

本发明涉及船舶疲劳强度计算领域，特别是涉及一种疲劳点有限元网格处理方法。

背景技术：

1、在船舶航行过程中，当船舶发生纵摇、垂荡、扭转等情况时，在船体结构的高应力区域处，构件连接部位容易应力集中，从而造成船体结构的疲劳损坏。

2、因此在船体结构设计时，需通过疲劳强度校核，改进结构的节点设计，保证船体结构在船舶航运过程中有足够的疲劳寿命。目前，对高应力区疲劳点进行疲劳强度校核时，通常会建立疲劳点有限元网格模型，根据计算工况加载疲劳载荷进行疲劳谱分析计算得出疲劳年限。其中，疲劳点有限元网格模型的网格质量与准确性直接影响计算结果，因此网格划分方法很大程度上影响疲劳寿命的计算。

技术实现思路

1、鉴于以上所述相关技术的缺点，本发明的目的在于提供一种疲劳点有限元网格处理方法，用于准确计算船舶结构件的疲劳寿命。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种疲劳点有限元网格处理方法，所述方法的步骤包括：

3、确定高应力区内疲劳点的位置；

4、对船体模型进行初始网格划分；

5、基于疲劳点处的板厚，选取数倍于板厚的值作为参考在疲劳点周围区域内进一步细化网格参数；

6、优化网格形状；

7、对疲劳点的类型进行分类，并根据各疲劳点的类型选择板单元或杆单元作为计算模型。

8、可选地，所述疲劳点的位置包括燃料舱、机舱、货舱、上层建筑、机舱棚以及舱口围区域。

9、可选地，所述细化网格参数包括网格尺寸、形状和网格的细化范围。

10、可选地，基于疲劳点处的板厚，选取网格尺寸为t×t，t为疲劳点处的板厚。

11、可选地，基于疲劳点处的板厚，网格的细化范围为10t，t为疲劳点处的板厚，网格的细化方向为疲劳点四周上下前后左右六个方向。

12、可选地，细化的网格数量控制在八万个以内。

13、可选地，所述修整网格形状的步骤为：网格细化范围内不能出现三角形网格，若出现三角形网格则对网格形状进行优化。

14、可选地，所述修整网格形状的步骤还包括：在初始网格和细化的网格之间的过渡区域采用四边形网格过渡。

15、可选地，所述疲劳点的类型分别疲劳焊接点和疲劳自由边。

16、可选地，所述根据各疲劳点的类型选择板单元或杆单元作为计算模型的步骤为：若疲劳点的类型为疲劳焊接点，则采用板单元作为计算疲劳强度的模型，若疲劳点的类型为疲劳自由边，则采用板单元作为计算疲劳强度的模型，并采用杆单元校核疲劳自由边的轴向弯曲应力。

17、如上所述，本发明的疲劳点有限元网格处理方法，具有以下有益效果：确定重点考察的疲劳区域并对疲劳位置划分类型，在建立有限元网格模型时，先对整个船体模型进行初始网格划分，然后对疲劳区域的网格进行细化，以准确分析疲劳区域的结构应力。最后根据各类型的疲劳区域选择合适的计算模型进行计算。通过上述方法可以实现疲劳强度的准确计算，从而保证船舶结构的设计强度和安全航行。

技术特征：

1.一种疲劳点有限元网格处理方法，其特征在于，所述方法的步骤包括：

2.根据权利要求1所述的疲劳点有限元网格处理方法，其特征在于：所述疲劳点的位置包括燃料舱、机舱、货舱、上层建筑、机舱棚以及舱口围区域。

3.根据权利要求1所述的疲劳点有限元网格处理方法，其特征在于：所述细化网格参数包括网格尺寸和网格的细化范围。

4.根据权利要求3所述的疲劳点有限元网格处理方法，其特征在于：基于疲劳点处的板厚，选取网格尺寸为t×t，t为疲劳点处的板厚。

5.根据权利要求3所述的疲劳点有限元网格处理方法，其特征在于：基于疲劳点处的板厚，网格的细化范围为10t，t为疲劳点处的板厚，网格的细化方向为疲劳点四周上下前后左右六个方向。

6.根据权利要求1所述的疲劳点有限元网格处理方法，其特征在于：细化的网格数量控制在八万个以内。

7.根据权利要求1所述的疲劳点有限元网格处理方法，其特征在于：所述修整网格形状的步骤为：网格细化范围内不能出现三角形网格，若出现三角形网格则对网格形状进行优化。

8.根据权利要求7所述的疲劳点有限元网格处理方法，其特征在于：所述修整网格形状的步骤还包括：在初始网格和细化的网格之间的过渡区域采用四边形网格过渡。

9.根据权利要求1所述的疲劳点有限元网格处理方法，其特征在于：所述疲劳点的类型分别疲劳焊接点和疲劳自由边。

10.根据权利要求9所述的疲劳点有限元网格处理方法，其特征在于：所述根据各疲劳点的类型选择板单元或杆单元作为计算模型的步骤为：若疲劳点的类型为疲劳焊接点，则采用板单元作为计算疲劳强度的模型，若疲劳点的类型为疲劳自由边，则采用板单元作为计算疲劳强度的模型，并采用杆单元校核疲劳自由边的轴向弯曲应力。

技术总结
本发明提供一种疲劳点有限元网格处理方法，该方法的步骤包括：确定高应力区内疲劳点的位置；对船体模型进行初始网格划分；基于疲劳点处的板厚，选取数倍于板厚的值作为参考在疲劳点周围区域内进一步细化网格参数；优化网格形状；对疲劳点的类型进行分类，并根据各疲劳点的类型选择板单元或杆单元作为计算模型。上述方法能够准确计算疲劳点的疲劳强度，保证船舶结构设计强度。

技术研发人员：罗萍萍,刘荣梅,张莉莉,陈勇,万志敏,常世伟,屈晓坤,王淑颖,徐淑琴
受保护的技术使用者：江南造船（集团）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/18