裂纹是船舶等大型焊接结构中不可避免的损伤缺陷,掌握裂纹尖端应力强度因子的变化情况是确定含裂纹损伤船体典型结构极限强度的关键,是保证船体结构安全运行的基础。基于申请者已提出的根据裂纹最大张口位移确定应力强度因子的思路,本课题将通过理论分析和系列的有限元计算,考虑焊接尺寸、圆管曲面和裂纹形状等参数的影响,建立对应修正系数的数学模型,提出适用于船体典型结构的应力强度因子工程化计算方法。在此基础上,建立以裂纹最大张口位移为基础的考虑超载迟滞效应的裂纹扩展速率模型,探究裂纹闭合现象和裂纹面的演变规律。再根据修正应力强度因子定义,提出考虑裂纹尖端塑性区影响的裂纹最大张口位移判定准则,建立与最大张口位移相关的极限强度表达式,提出含裂纹损伤船体典型结构极限强度工程化评估方法,为实际工程中船体结构的安全评估奠定基础。
英文主题词stress intensity factor;opening stress;crack tip plastic zone size;resuial strength;maximum crack opening displacement