残留应力对倾斜裂纹的变形和曲折特性的影响

对于具有中心孔的混合型条件下的预裂纹,提出了用沿着裂纹的不连续位移量来直接计算裂纹的Ⅰ型和Ⅱ型应力扩大系数(KⅠ)mes和(KⅡ)mes的方法.进而讨论了疲劳预裂纹周围的残留应力对其自身变形行为的影响.通常情况下利用最大切向应力法则和以上计算的应力扩大系数可以预测裂纹的继续扩展方向.使用矩型板中的倾斜角度为β=45°的疲劳裂纹和退火裂纹分别进行了曲折疲劳裂纹的扩展实验.其结果是,回火预裂纹的情况下,实验测得的曲折角度θmes与计算所预测的曲折角度θest基本上相一致;但对于疲劳预裂纹,由于预裂纹周围的压缩残留应力的影响,θmes的值比θest要大.

长输油气管道裂纹初始扩展特性

为了研究油气管道中裂纹扩展初始阶段曲折角度的影响因素,利用倾斜角度β=30°、45°、60°,应力比R=-1的退火预裂纹,考察了混合型应力下裂纹初始扩展过程中的扩展路线。在裂纹扩展实验前,首先在静载荷作用下测量了沿着预裂纹的位移分布。与另2种倾斜角度的预裂纹不同,当倾斜角度较小即β=30°时开口和滑移方向位移量的测量结果都小于理论值。根据最大切线应力准则对疲劳裂纹的曲折角度进行了预测,其结果是,对于β=45°、60°的预裂纹,根据位移量的理论计算值就可以准确地预测疲劳裂纹的曲折角度;对β=30°的预裂纹,由于倾斜角度较小导致裂纹表面接触,对疲劳裂纹的曲折角度产生影响。但此时根据实验测得的沿着裂纹的位移量,仍然可以用最大切线应力准则对裂纹的扩展路线作出准确的预测。