表面裂紋疲勞擴(kuò)展和應(yīng)力強(qiáng)度因子研究.pdf

1、“疲勞”是引起工程結(jié)構(gòu)和構(gòu)件失效的最主要原因，橋梁的使用壽命基本上由疲勞裂紋擴(kuò)展所控制，而表面裂紋往往是材料疲勞的起始裂紋，所以，對表面裂紋的疲勞擴(kuò)展和應(yīng)力強(qiáng)度因子的研究具有重要的工程實(shí)際意義。 本文首先研究表面裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子，其中重點(diǎn)研究兩類裂紋：一種是位于構(gòu)造或應(yīng)力狀態(tài)比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件中；另一種是裂紋本身的形狀在經(jīng)驗(yàn)公式的適用范圍之外的，以上這兩種情況都不能適用現(xiàn)有的應(yīng)力強(qiáng)度因子經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式。因而本文將采用有限元子模型法

2、計(jì)算表面裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子。文中計(jì)算了Newman-Raju 公式適用范圍裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子，證實(shí)該有限元法可有效地計(jì)算拉伸和彎曲疲勞試樣的應(yīng)力強(qiáng)度因子。 采用有限元子模型法還計(jì)算了鋼結(jié)構(gòu)模擬件(箱形結(jié)構(gòu))的應(yīng)力強(qiáng)度因子，給出了該結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)的加載方案；有限元子模型法所預(yù)測的疲勞斷裂的部位與試驗(yàn)結(jié)果相一致。 根據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果，提出了對平板拉伸情況下Newman-Raju 經(jīng)驗(yàn)公式的修正，以適用于裂紋擴(kuò)展的后期，即裂紋