循環(huán)載荷作用下裂紋尖端張口位移估算方法研究.pdf

1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文循環(huán)載荷作用下裂紋尖端張口位移循環(huán)載荷作用下裂紋尖端張口位移估算方法研究估算方法研究InvestigationofCracktipOpeningDisplacementUnderCyclicLoading作者姓名：姜良偉學(xué)科、專(zhuān)業(yè)：船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)制造學(xué)號(hào)：21408037指導(dǎo)教師：黃一教授完成日期：2017.5.3大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩

2、士學(xué)位論文I摘要裂紋尖端張口位移是評(píng)價(jià)韌性材料裂紋擴(kuò)展和斷裂行為的主要參量之一，對(duì)船舶與海洋結(jié)構(gòu)物服役期內(nèi)的安全狀態(tài)評(píng)估具有重要的意義。有限元方法是目前研究裂紋尖端張口位移問(wèn)題時(shí)廣泛采用的方法之一。本文基于斷裂力學(xué)理論，結(jié)合有限元分析技術(shù)，研究循環(huán)載荷下含中心穿透裂紋的平板模型的裂紋尖端張口位移變化規(guī)律，建立裂紋尖端張口位移計(jì)算模型，為疲勞裂紋擴(kuò)展和斷裂評(píng)估提供依據(jù)。本文主要工作歸納如下：首先，建立常幅循環(huán)載荷下裂紋尖端張口位移計(jì)算模型

3、。引入最大張口位移，通過(guò)理論推導(dǎo)，證明裂紋尖端張口位移與最大張口位移之間存在一定關(guān)系。結(jié)合有限元計(jì)算技術(shù)，建立基于最大張口位移的裂紋尖端張口位移計(jì)算模型，并進(jìn)一步考慮了裂紋長(zhǎng)度、平板寬度、大范圍屈服、載荷形式（應(yīng)力比和載荷波形）、材料特性(彈性模量、屈服強(qiáng)度和材料硬化)對(duì)已建立模型的影響。根據(jù)應(yīng)變能密度等效原則，將硬化材料模型轉(zhuǎn)化為等效理想彈塑性材料模型，對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行修正，以提高該計(jì)算模型的工程實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。其次，建立變幅循環(huán)載荷下裂

4、紋尖端張口位移計(jì)算模型。在常幅循環(huán)載荷的基礎(chǔ)上，考慮加載順序的影響?；诹鸭y擴(kuò)展加速效應(yīng)，結(jié)合有限元計(jì)算，計(jì)算不同加載順序（高低幅載荷和低高幅載荷加載順序）下的裂紋尖端張口位移的變化規(guī)律，建立變幅循環(huán)載荷作用下裂紋尖端張口位移和最大張口位移之間的函數(shù)關(guān)系，從裂紋尖端張口位移的角度解釋裂紋擴(kuò)展加速現(xiàn)象。最后，建立拉壓載荷作用下裂紋尖端張口位移計(jì)算模型。在變幅拉伸循環(huán)載荷的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮壓載荷對(duì)裂紋尖端張口位移減小量的影響，建立拉壓載荷