Method for assessing the fatigue life of ship structures made of polymer composite materials

Abstract

Целью настоящей статьи является формировка основных положений метода расчета на уста­лость судовых конструкций из ПКМ с учетом закономерностей усталостного разрушения элементов композитных конструкций водоизмещающего судна и их нагружения в условиях морского волнения. Для достижения цели проведен обзор и анализ существующих математических моделей, описывающих усталостное разрушение элементов из слоистых полимерных композиционных материалов, работающих в условиях одноосного растяжения-сжатия. Ре­зультаты анализа использованы для разработки рекомендаций по аппроксимации кривой усталости, диаграммы предельных амплитуд цикла и выбору ги­потезы нелинейного суммирования усталостных повреждений. Предложены расчетные приемы приближенной оценки параметров долговременного распределения амплитуд напряжений в связях корпуса, вызванный общим изгибом судна на нерегулярном морском волнении. Разработан метод расчетно-экспериментального определения усталостной долговечности элементов и узлов корпуса водоизмещающего судна. The purpose of this article is to formulate the main provisions of the method for calculating the fatigue of ship structures made of PCM, taking into account the laws of fatigue failure of composite structure elements and their loading in sea waves. To achieve the goal, a review and analysis of existing mathematical models describing the fatigue failure of elements made of layered polymer composite materials operating under conditions of uniaxial tension-compression was carried out. The results of the analysis were used to develop recommendations for approximating the fatigue curve, the diagram of the limiting amplitudes of the cycle, and choosing the hypothesis of nonlinear summation of fatigue damage. Calculation methods for an approximate estimation of the parameters of the long-term distribution of stress amplitudes in the hull bonds, caused by the general bending of the ship in irregular sea waves, are proposed. A method has been developed for the calculation and experimental determination of the fatigue life of elements and assemblies of the hull of a displacement vessel.