基于CTOD船體結構疲勞強度研究.pdf

1、船舶與海洋工程由于其復雜的結構，同時長期處在比較惡劣的工作環(huán)境，就導致了疲勞裂紋容易萌生在船舶與海洋工程結構的局部區(qū)域，當疲勞裂紋的擴展速率達到一定值時，船舶與海洋工程結構就會通過疲勞裂紋的擴展而發(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展進行研究，以此來保證船舶與海洋工程結構的安全。所以開展對船舶與海洋工程結構用鋼的疲勞裂紋擴展研究具有一定的意義。本文主要分四部分內(nèi)容進行研究：
　?。?）詳細分析了金屬結構在發(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)生疲勞破壞時的機理。詳細論述了目前在解決結構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行疲勞強度分析做了鋪墊。同時詳細分析了對不同的裂紋尖端擴展速率模型的研究，并對不同模型在表現(xiàn)效果上進行了對比分析，提出了計算裂紋擴展速率時較好的模型選擇。
　?。?）對船舶用鋼Q

3、235鋼進行了疲勞裂紋擴展速率試驗，以確定裂紋擴展速率與裂紋尖端張開位移的關系。應用柔度法測定裂紋長度，并與50倍光學讀書顯微鏡跟蹤檢測結果進行了對比分析，驗證了通過光學方法測定裂紋擴展長度的可行性。計算分析了疲勞裂紋擴展速率d a/d N，所應用的方法為傳統(tǒng)的七點遞增多項式法，并對數(shù)據(jù)進行了整理分析。在疲勞裂紋擴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度提供依據(jù)。
　?。?）通過進行的Q235鋼疲勞裂紋擴展速率試驗的基礎上，對疲勞裂紋擴展中材料參數(shù)C和m進行了統(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。疲勞裂紋擴展中通過Paris公式進行擬合，其擬合參數(shù)C和m具有一定的統(tǒng)計相關性。參數(shù)C可以在以參數(shù)m正態(tài)分布處理的基礎上通過相關性來確定。參數(shù)C在以確定的參數(shù) m的基礎上服從對數(shù)正態(tài)分布。為文章后續(xù)對船體部分結構疲勞分析提供了