含表面裂紋損傷船體典型結(jié)構(gòu)應力強度因子簡化計算方法研究.pdf

1、T型板板焊接結(jié)構(gòu)作為船體結(jié)構(gòu)中典型的非平板構(gòu)件，其焊趾處含表面裂紋的損傷情況是值得關(guān)心并需認真考量的。對于含表面裂紋構(gòu)件損傷程度的判斷，一般通過數(shù)值方法加以確定;工程上還會采取Irwin或者Newman的簡化計算方法來對裂紋尖端應力強度因子進行估算。但是數(shù)值計算的過程過于繁瑣，簡化的計算方法又需要提供裂紋深度等工程上難以精確測量的參數(shù)，所有這些問題都對應力強度因子的計算方法提出了新的要求:如果能夠通過對含表面裂紋的結(jié)構(gòu)體進行簡單的測量，

2、從而使得在工作條件下便可直接獲得結(jié)構(gòu)表面裂紋的應力強度因子值，這將為工程上獲取含裂紋結(jié)構(gòu)體的服役狀況提供非常便捷有效的支持，對快速判斷結(jié)構(gòu)損傷情況有著重大的參考意義。
　　本文以船體結(jié)構(gòu)典型構(gòu)件——T型平板接頭為研究對象，嘗試基于表面裂紋的最大張口位移來計算裂紋應力強度因子，探索了在拉伸載荷、彎曲載荷和復合載荷作用下，應用最大張口位移法求解T型平板接頭應力強度因子的過程，解決了非平板結(jié)構(gòu)在應用最大張口位移法求解應力強度因子的過程中

3、兩個核心問題，并給出了應力強度因子求解函數(shù)，成功實現(xiàn)了通過測量T型平板接頭的表面裂紋張口位移直接獲得其裂紋尖端應力強度因子的研究目標;通過與有限元數(shù)值計算結(jié)果的比照，表明本方法可以有效考慮含表面裂紋T型平板接頭的應力強度因子值，具有很好的計算精度。
　　其次，在獲得了多種載荷作用下T型平板接頭應力強度因子的求解函數(shù)后，將求解函數(shù)的適用范圍進一步拓展，通過實例驗證證實了本方法對非T型的板板焊接結(jié)構(gòu)同樣適用，大大拓展了本文的應用范圍;