中国船级社
目
第1章通则..1.1一般要求. .31.3符号. 1.2术语定义 .3 .31.4疲劳破坏模式. .41.5疲劳评估方法.. 41.7疲劳评估载荷工况.. 1.6疲劳评估装载工况 .. ..5第2章疲劳评估. ..62.1一般要求 ..62.3单一曲线模型裂纹扩展率公式 2.2评估节点. .62.4疲劳应力谱 ..6 .62.5失效评估方法.. ..72.6疲劳寿命计算.第3章初始缺陷及应力强度因子计算. 2.7疲劳裂纹扩展预报流程 .73.1一般要求.. ...10 .103.2共面缺陷简化. ..103.3典型裂纹应力强度因子计算. ..1第4章等效设计波法 4.1一般要求. ..14 ..144.2疲劳应力谱. ..144.3应力范围.. ..14.第5章谱分析法. 5.1一般要求 ..6 ..165.2水动力计算. .165.3有限元计算. 165.4疲劳应力谱 ..16第6章失效评估方法， 5.5疲劳应力谱计算步骤. ..18 ..196.1一般要求.. ..196.2失效评估曲线 .196.3菠劳裂纹扩展断裂系数 ...0附录1典型裂纹应力强度因子. 6.4疲劳裂纹塑性失稳系数. .20 .221.1埋藏椭圆裂纹应力强度因子 .221.2焊趾表面裂纹应力强度因子， 22
第1章通则
1.1一般要求
用等效设计波法或谱分析法，适用于中国船级社（ChinaClassificationSociety，以下简称CCS）规范或指南要求进行基于断裂力学理论的疲劳强度评估的船舶，也适用于自愿申请本章1.1.2附加标志的船舶，或CCS认为需要考虑裂纹扩展影响的船舶.
其中XX为环境条件（如NA表示北大西洋，散布图见IACSRec.34），YY为设计寿命（年）. 1.1.2根据本指南进行疲劳强度评估并满足要求后，可取得附加标志FFM（XX，YY），
1.1.3按本指南进行疲劳强度评估的船舶，其结构设计、建造工艺和建造质量应满足CCS《钢质海船入级规范》、《材料与焊接规范》或CCS接受的其他有关标准的要求.
1.2术语定义
1.2.1初始缺陷
指实际结构在治炼、制造过程中产生的夹渣、气孔，加工时产生的刀痕、刻槽，焊接时产生的裂纹、未焊透、气孔、咬边、过烧、夹渣，铸件中的缩孔、疏松，以及结构在不同环境中使用时产生的应力腐蚀裂纹和疲劳裂纹等.缺陷类型包括中心穿透裂纹、自由边裂纹、埋藏裂纹和表面裂纹，各类型具体示意图见第3章3.3节.
1.2.2疲劳应力谱
由符合分布函数要求的疲劳应力范围所组成的应力谱，其中每个数值作为节点疲劳裂纹扩展预报计算的应力范围.
1.2.3等效设计波法
章或《船体结构疲劳强度指南》中所规定的应力范围计算方法. 疲劳应力谱计算基于等效设计波法，如CCS《钢质海船入级规范》第9篇第1部分第9
1.2.4谱分析法
疲劳应力谱计算基于谱分析法，如CCS《基于谱分析的船体结构疲劳强度评估指南》中所规定的应力范围计算方法.
1.2.5失效评估图法（Failure Assessment Diagram Method，简称 FAD）
含平面型缺陷结构完整性评价方法，可以考虑从脆性断裂到塑性失稳可能的破坏模式，计算方法见第6章.
1.2.6名义应力
引起的应力集中，拉应力为正，压应力为负. 仅考虑结构几何形状影响的在结构构件中的应力，但不考虑由于结构不连续和焊缝存在
1.3符号
1.3.1△o：名义应力范围，N/mm²，引起结构疲劳的交变应力的变化范围，按下式计算：
式中：mr名义应力循环中的代数最大值，Nmm²：
mm-名义应力循环中的代数最小值，N/mm².
1.3.2：参考应力，N/mm²，失效评估图中用于评估导致发生结构塑性破坏的应力，按第6章表6.4.1计算.
1.3.30mw：平均名义应力，N/mm²，按下式计算：
1.3.4K：应力强度因子，MPa√m，反映裂纹尖端弹性应力场强弱的物理量，与裂纹类型、裂纹尺寸、结构几何尺寸以及应力大小有关，见第3章3.3节.
1.3.5AK：应力强度因子范围，MPa√m，一个交变应力循环中应力强度因子的最大值与最小值之差，见第2章2.3节.
1.3.6AKo：等效应力强度因子范围，MPa√m，考虑载荷（应力）比影响的应力强度因子范围.
1.3.7R：载荷（应力）比，指疲劳载荷（应力）循环中应力最小值与最大值的比值.
1.3.8AKao：应力强度因子范围的门槛值，MPa√m，表征裂纹扩展发生的临界点，即大于该值时发生裂纹扩展，反之则不扩展.船体结构用钢可取为2MPa√m.
1.3.9C：裂纹扩展率公式中的系数，取Paris公式乘数.船体结构用钢可取为
1.3.10m：裂纹扩展率公式中的指数，取Paris公式指数.船体结构用钢可取为m=3.
1.3.11Kc：平面应变断裂韧度，MPa√m.平面应变条件下，钢材中I型（即张开型）的有关规定. 裂纹发生失稳扩展时的应力强度因子临界值，应符合CCS《材料与焊接规范》第1篇第2章
1.3.12da/dN：裂纹扩展率，m/cycle，描述裂纹扩展快慢的物理量，每次循环裂纹的增长量.
1.3.13K：断裂系数，为应力强度因子与断裂韧度的比值，见第6章6.3节.
1.3.14L：塑性失稳系数，表征应力水平的量，是塑性失稳的控制参量，见第6章6.4节.
1.3.15Nu：总循环数，设计疲劳寿命期内疲劳载荷循环的总次数.
1.3.16Nr：失效循环数，结构疲劳失效时疲劳载荷循环的次数.
章第3节的要求. 1.3.17Ra：材料的屈服强度，N/mm²，应遵照CCS《钢质海船入级规范》第2篇第1
1.3.18R：材料的抗拉强度，N/mm²，应符合CCS《材料与焊接规范》第1篇第3章的有关规定.
注：对于1.3.8-1.3.10中的常数，如使用其他数值，需经CCS认可.
1.4疲劳破坏模式
本指南主要针对以下两种类型的疲劳裂纹破坏模式：
（1）疲劳裂纹起始于焊趾处小的缺陷或咬边，从焊趾扩展进母材：
1.5疲劳评估方法
1.5.1疲劳评估的理论基础为基于断裂力学理论的单一曲线模型裂纹扩展率公式，具体计算方法见第2章第2.3.1节.
1.5.2疲劳评估针对不同节点位置分别采用等效设计波法或谱分析法，见第2章第2.2节.
1.6疲劳评估装载工况
1.6.1使用等效设计波法评估时，疲劳评估装载工况和时间分配系数，应符合CCS《钢质海船入级规范》或《船体结构疲劳强度指南》的相关要求.
1.6.2使用谱分析法评估时，疲劳评估装载工况和时间分配系数，应符合CCS《钢质海船入级规范》或《基于谱分析的船体结构疲劳强度评估指南》的相关要求.
1.7疲劳评估载荷工况
1.7.1等效设计波法疲劳评估载荷工况应符合CCS《钢质海船入级规范》或《船体结构疲劳强度指南》的相关要求.
的船体结构疲劳强度评估指南》的相关要求. 1.7.2谱分析法疲劳评估载荷工况应符合CCS《钢质海船入级规范》或《基于谱分析
