海洋钢结构疲劳裂纹扩展预报单一扩展率曲线模型

【作者】 黄小平； 贾贵磊； 崔维成； 祁恩荣；

【机构】 上海交通大学海洋工程国家重点实验室； 中国船舶科学研究中心；

【摘要】 海洋中服役的钢结构大多为焊接结构,其所受到的外载荷为随机载荷,因此海洋钢结构的疲劳分析应该考虑焊接接头处的应力集中、残余应力以及变幅载荷的影响。采用基于疲劳裂纹扩展的疲劳寿命预报方法对海洋钢结构的安全寿命进行评估,首先要解决变幅载荷作用下的裂纹扩展率问题,其次是复杂应力场中的应力强度因子计算问题。本文将裂纹扩展率单一曲线模型结合焊趾表面裂纹应力强度因子的计算方法来探讨复杂载荷作用下海洋钢结构的疲劳寿命预报问题。裂纹扩展率单一曲线模型的思想是将任意载况下的应力强度因子等效到R=0的应力强度因子,并假定超载不影响材料的裂纹扩展率,而是使等效应力强度因子幅减小。使得复杂载荷下的疲劳寿命预报也仅需要对应于R=0时的裂纹扩展率材料常数,从而解决复杂载荷下裂纹扩展率材料常数的确定问题。给出了适合于海洋钢结构的裂纹扩展率曲线,焊趾表面裂纹应力强度因子以及残余应力引起的应力强度因子的计算方法。更多还原