桅桿結(jié)構(gòu)纖繩連接拉耳風(fēng)致疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展壽命預(yù)測(cè).pdf

1、武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文桅桿結(jié)構(gòu)纖繩連接拉耳風(fēng)致疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展壽命預(yù)測(cè)姓名：魯麗君申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師：瞿偉廉20081101武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文三維表面裂紋前緣應(yīng)力強(qiáng)度因子。首先借助ANSYS高級(jí)網(wǎng)格劃分技巧解決了復(fù)雜結(jié)構(gòu)裂紋體有限元建模難題；利用布爾運(yùn)算、高級(jí)網(wǎng)格劃分技巧等手段采用實(shí)體建模法創(chuàng)建三維裂紋體模型?；诹鸭y實(shí)體建模，采用有限元法分別計(jì)算了含中心表面裂紋及孔邊角裂紋平板前緣應(yīng)力強(qiáng)度因子，并與含中

2、心表面裂紋及孔邊角裂紋平板結(jié)構(gòu)的Newman&Raju應(yīng)力強(qiáng)度因子經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證了有限元實(shí)體建模及應(yīng)力強(qiáng)度因子求解過(guò)程的可靠性。采用前述有限元法計(jì)算桅桿結(jié)構(gòu)拉耳各種給定形狀、尺寸孔邊裂紋裂紋前緣I、II、III型應(yīng)力強(qiáng)度因子，將全部應(yīng)力強(qiáng)度因子轉(zhuǎn)化為便于計(jì)算的無(wú)因次應(yīng)力強(qiáng)度因子并采用最小二乘法進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，為確保應(yīng)力強(qiáng)度因子變化趨勢(shì)以擬合曲線函數(shù)值代替離散無(wú)因次應(yīng)力強(qiáng)度因子采用多參數(shù)拉格朗日插值法插值計(jì)算任意形狀孔邊裂

3、紋無(wú)因次應(yīng)力強(qiáng)度因子，由無(wú)因次應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算任意形狀孔邊裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子；并就某一形狀裂紋的插值計(jì)算結(jié)果與有限元分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比：插值結(jié)果與有限元求解非常接近，因此采用數(shù)值插值計(jì)算近似代替全三維有限元分析簡(jiǎn)化應(yīng)力強(qiáng)度因子求解過(guò)程。在上述插值求解應(yīng)力強(qiáng)度因子的基礎(chǔ)上考慮混合裂紋擴(kuò)展模式及裂紋閉合效應(yīng)，以桅桿結(jié)構(gòu)下層纖繩連接拉耳孔邊裂紋為例采用Paris裂紋擴(kuò)展速率公式研究了孔邊裂紋的擴(kuò)展形狀變化特性；考慮孔邊裂紋擴(kuò)展形狀變化特性采用逐循