随着船舶轻量化建造逐渐受到重视,铝合金在船体建造过程中得到广泛应用,但在大型船舶中为保证整体的结构强度,通常在上层建筑中使用铝合金材料。由于钢和铝的熔点差异显著,很难实现异种材料的直接焊接,使用钢-铝过渡接头可有效解决连接问题。为了将过渡接头更好的应用在实船中,本文对钢-铝过渡接头在实船中应用时的结构强度以及疲劳强度进行分析研究,主要研究内容包括:(1)以设计波原理为理论基础,使用COMPASS-WALCS-BASIC软件根据其响应值,计算目标船舶的波浪载荷。随后根据图纸建立全船模型以及钢-铝过渡接头模型,将计算得到的波浪载荷通过PCL语言施加到全船模型上,进行结构的响应和挠度求解。同时观察两种结构形式的钢-铝过渡接头的的应力状态,对于应力集中的区域,将在后续章节进行疲劳分析。(2)首先通过某高强度钢和不同结构形式的钢-铝过渡接头的拉伸试验测得其对应的屈服极限,作为后续疲劳试验施加载荷的参考依据。接着对十字接头的某高强度钢以及钢-铝过渡接头的连接结构形式的标准件进行疲劳试验,拟合出相应的S-N曲线,为后续钢-铝过渡接头在实船中的疲劳分析提供理论基础。(3)详细地阐述了谱分析法的原理,包括应力响应的传递函数、应力的响应谱、应力范围的短期分布、应力范围的长期分布以及疲劳累积损伤的计算。结合钢-铝过渡接头的特点,对具体操作问题进行了说明,如有限元建模及有限元细化原则、波浪载荷的计算、热点位置的选取、PCL自动加载技术、热点应力插值的计算以及应力的提取等,从而提出一套基于谱分析法的钢-铝过渡接头疲劳强度评估方法。(4)结合钢-铝过渡接头自身结构的特性,针对满载工况采用全浪向等概率分布的波浪载荷进行疲劳强度分析。对于不同的疲劳热点选取不同的S-N曲线进行疲劳损伤度的计算,同时利用CCS疲劳规范中的D曲线作为参照组,以验证所选取S-N曲线的合理性,并检测疲劳热点是否满足疲劳设计的要求。