基于CTOD船體結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度研究.pdf

1、船舶與海洋工程由于其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，同時長期處在比較惡劣的工作環(huán)境，就導(dǎo)致了疲勞裂紋容易萌生在船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)的局部區(qū)域，當(dāng)疲勞裂紋的擴(kuò)展速率達(dá)到一定值時，船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)就會通過疲勞裂紋的擴(kuò)展而發(fā)生一定的破壞，因此需要通過對船舶與海洋工程的疲勞裂紋擴(kuò)展進(jìn)行研究，以此來保證船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)的安全。所以開展對船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)用鋼的疲勞裂紋擴(kuò)展研究具有一定的意義。本文主要分四部分內(nèi)容進(jìn)行研究：
　?。?）詳細(xì)分析了金屬結(jié)構(gòu)在發(fā)生疲

2、勞裂紋破壞時裂紋萌生的不同階段，并闡述了各個階段內(nèi)裂紋萌生的不同特性，從根本上分析了裂紋發(fā)生疲勞破壞時的機(jī)理。詳細(xì)論述了目前在解決結(jié)構(gòu)疲勞問題時常用的方法，包括模型試驗方法，數(shù)值仿真方法，斷裂力學(xué)方法，S-N疲勞曲線評估方法，為后文中基于裂紋張開位移理論進(jìn)行疲勞強(qiáng)度分析做了鋪墊。同時詳細(xì)分析了對不同的裂紋尖端擴(kuò)展速率模型的研究，并對不同模型在表現(xiàn)效果上進(jìn)行了對比分析，提出了計算裂紋擴(kuò)展速率時較好的模型選擇。
　?。?）對船舶用鋼Q

3、235鋼進(jìn)行了疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗，以確定裂紋擴(kuò)展速率與裂紋尖端張開位移的關(guān)系。應(yīng)用柔度法測定裂紋長度，并與50倍光學(xué)讀書顯微鏡跟蹤檢測結(jié)果進(jìn)行了對比分析，驗證了通過光學(xué)方法測定裂紋擴(kuò)展長度的可行性。計算分析了疲勞裂紋擴(kuò)展速率d a/d N，所應(yīng)用的方法為傳統(tǒng)的七點遞增多項式法，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理分析。在疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗中測定了裂紋嘴張開位移，通過換算得到CTOD，并計算得到Q235鋼疲勞裂紋擴(kuò)展速率的線性回歸公式，為后續(xù)通過裂紋尖

4、端張開位移方法計算船舶疲勞強(qiáng)度提供依據(jù)。
　　（3）通過進(jìn)行的Q235鋼疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗的基礎(chǔ)上，對疲勞裂紋擴(kuò)展中材料參數(shù)C和m進(jìn)行了統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)其具有一定的分散性，且這樣的分散性符合一定的統(tǒng)計分布規(guī)律。疲勞裂紋擴(kuò)展中通過Paris公式進(jìn)行擬合，其擬合參數(shù)C和m具有一定的統(tǒng)計相關(guān)性。參數(shù)C可以在以參數(shù)m正態(tài)分布處理的基礎(chǔ)上通過相關(guān)性來確定。參數(shù)C在以確定的參數(shù) m的基礎(chǔ)上服從對數(shù)正態(tài)分布。為文章后續(xù)對船體部分結(jié)構(gòu)疲勞分析提供了