循環(huán)載荷作用下裂紋尖端張口位移估算方法研究.pdf

1、大連理工大學碩士學位論文碩士學位論文循環(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：姜良偉學科、專業(yè)：船舶與海洋結構物設計制造學號：21408037指導教師：黃一教授完成日期：2017.5.3大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩

2、士學位論文I摘要裂紋尖端張口位移是評價韌性材料裂紋擴展和斷裂行為的主要參量之一，對船舶與海洋結構物服役期內的安全狀態(tài)評估具有重要的意義。有限元方法是目前研究裂紋尖端張口位移問題時廣泛采用的方法之一。本文基于斷裂力學理論，結合有限元分析技術，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算模型，為疲勞裂紋擴展和斷裂評估提供依據。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算模型

3、。引入最大張口位移，通過理論推導，證明裂紋尖端張口位移與最大張口位移之間存在一定關系。結合有限元計算技術，建立基于最大張口位移的裂紋尖端張口位移計算模型，并進一步考慮了裂紋長度、平板寬度、大范圍屈服、載荷形式（應力比和載荷波形）、材料特性(彈性模量、屈服強度和材料硬化)對已建立模型的影響。根據應變能密度等效原則，將硬化材料模型轉化為等效理想彈塑性材料模型，對計算模型進行修正，以提高該計算模型的工程實際應用價值。其次，建立變幅循環(huán)載荷下裂

4、紋尖端張口位移計算模型。在常幅循環(huán)載荷的基礎上，考慮加載順序的影響?；诹鸭y擴展加速效應，結合有限元計算，計算不同加載順序（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)關系，從裂紋尖端張口位移的角度解釋裂紋擴展加速現(xiàn)象。最后，建立拉壓載荷作用下裂紋尖端張口位移計算模型。在變幅拉伸循環(huán)載荷的基礎上，進一步考慮壓載荷對裂紋尖端張口位移減小量的影響，建立拉壓載荷