一种复杂载荷作用下船舶结构疲劳裂纹扩展预报方法

风暴模型是Tomita等提出的用来评估船舶结构疲劳强度的一种随机波浪载荷简化模型,它能表达波浪载荷是与时间相关的随机过程。文中介绍了风暴模型及波浪诱导应力短期分布的基本特征。将风暴模型和裂纹扩展率单一曲线模型及焊趾表面裂纹应力强度因子的计算方法结合起来,探讨了复杂载荷作用下船舶结构疲劳裂纹扩展预报方法。并用权函数法计算了给定残余应力分布的表面裂纹应力强度因子。预报了对接焊接接头焊趾处表面裂纹在风暴波浪载荷作用下的疲劳裂纹扩展行为,结果表明风暴的大小、顺序,初始裂纹尺寸及残余应力对裂纹扩展行为影响明显。合理的风暴模型参数及初始裂纹尺寸的确定对船舶结构的疲劳寿命预报是非常重要的。

新型钛合金保载疲劳裂纹扩展行为预报方法研究

本文对新型钛合金的保载疲劳裂纹扩展行为进行了试验研究。该新型钛合金主要被用于深海载人潜水器的压力壳,试验获得不同温度下载荷比R=0.3和不同波形下载荷比R=0.03时的保载疲劳裂纹扩展速率。基于已有的钛合金保载疲劳裂纹扩展预报模型,对不同温度和不同波形下的保载疲劳裂纹扩展速率进行了预报。结果表明,本文所选择的预报模型可用于新型钛合金的保载疲劳裂纹扩展行为的预报,能够准确预报不同温度下保载疲劳裂纹扩展速率,修正后也能准确预报不同波形下的静疲劳裂纹扩展速率。

钛合金疲劳裂纹扩展速率试验及预报方法

本文针对深海载人潜水器耐压壳用钛合金,开展疲劳性能试验研究,得到该类型钛合金的室温断裂韧性,载荷比R=0.1下的疲劳裂纹扩展门槛值及疲劳裂纹扩展速率,基于选用的疲劳裂纹扩展预报模型,对载荷比R=0.1下的钛合金疲劳裂纹扩展行为进行了预报研究。结果表明:在载荷比不变的前提下,应力强度因子范围是疲劳裂纹扩展速率的主要影响因素,应力强度因子范围的增加会导致疲劳裂纹扩展速率增加;考虑小裂纹效应的疲劳裂纹扩展预报模型可对钛合金的疲劳裂纹扩展行为进行准确预报。