高強鋼疲勞裂紋擴展特性研究
本文關(guān)鍵詞:高強鋼疲勞裂紋擴展特性研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】: 疲勞破壞是船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)失效的主要形式之一,隨著高強鋼的廣泛應(yīng)用,結(jié)構(gòu)的疲勞問題更加突出。從本質(zhì)上說,疲勞強度是一個局部強度問題,疲勞裂紋主要由焊接節(jié)點以及承受載荷的應(yīng)力集中區(qū)域造成,疲勞評估必須保證這些臨界點有足夠的疲勞壽命,而結(jié)構(gòu)的疲勞壽命尤其是焊接構(gòu)件的疲勞壽命主要取決于裂紋的擴展壽命。因此對高強鋼材料和特征件結(jié)構(gòu)進行疲勞裂紋擴展試驗,進而研究高強鋼疲勞裂紋擴展特性,對于研究工程結(jié)構(gòu)的疲勞校核和評估有重要作用和意義。 本文基于概率斷裂力學(xué)理論,通過某高強度剛疲勞裂紋擴展速率試驗和特征件疲勞斷裂試驗,主要研究高強鋼疲勞裂紋擴展的以下特性: 1)疲勞試驗方法和技術(shù):主要包括試驗條件的選擇,試件設(shè)計的原則和注意事項,試驗載荷的確定,試驗過程的監(jiān)測和數(shù)據(jù)記錄,試驗的誤差控制,試驗數(shù)據(jù)的擬合處理等; 2)高強鋼疲勞裂紋擴展速率規(guī)律研究:主要研究母材、焊縫、熱影響區(qū)的疲勞裂紋擴展規(guī)律的異同、應(yīng)力比對疲勞裂紋擴展速率的影響、疲勞裂紋擴展速率模型的優(yōu)劣、Paris公式中材料參數(shù)的分布特性等; 3)表面裂紋擴展特性研究:主要研究表面裂紋的擴展形貌、焊接試件初始缺陷尺寸的評定以及表面裂紋疲勞壽命的計算。
【關(guān)鍵詞】:疲勞 疲勞試驗 疲勞裂紋擴展 Paris公式 初始缺陷 疲勞壽命
【學(xué)位授予單位】:哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2009
【分類號】:U661.4
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第1章 緒論10-20
- 1.1 引言10-11
- 1.2 疲勞裂紋擴展理論11-14
- 1.3 計算疲勞問題常用的方法14-18
- 1.3.1 S-N疲勞曲線估算方法14-15
- 1.3.2 斷裂力學(xué)方法15-17
- 1.3.3 模型試驗方法17
- 1.3.4 數(shù)值仿真方法17-18
- 1.4 本文的研究內(nèi)容和方法18-19
- 1.4.1 疲勞裂紋擴展速率規(guī)律研究18
- 1.4.2 表面裂紋擴展特性研究18-19
- 1.5 本文的目的和意義19-20
- 第2章 疲勞裂紋擴展速率規(guī)律研究20-47
- 2.1 概述20
- 2.2 疲勞裂紋擴展速率試驗20-25
- 2.2.1 試驗試樣20-21
- 2.2.2 試驗方法21-25
- 2.3 試驗數(shù)據(jù)處理方法比較分析25-30
- 2.3.1 割線法25
- 2.3.2 Smith法25-26
- 2.3.3 七點遞增多項式法26-27
- 2.3.4 數(shù)據(jù)處理結(jié)果比較分析27-30
- 2.4 母材、焊縫、熱影響區(qū)疲勞裂紋擴展規(guī)律的比較分析30-33
- 2.5 應(yīng)力比對疲勞裂紋擴展速率的影響33-38
- 2.6 疲勞裂紋擴展速率模型的研究38-45
- 2.6.1 疲勞裂紋擴展速率模型38-40
- 2.6.2 Paris模型40
- 2.6.3 Walker模型40-41
- 2.6.4 Forman模型41-42
- 2.6.5 對比分析42-45
- 2.7 本章小結(jié)45-47
- 第3章 Paris公式中材料參數(shù)的統(tǒng)計分布特性47-61
- 3.1 概述47-48
- 3.2 不同條件下疲勞裂紋擴展分散性對比分析48-54
- 3.3 Paris公式中材料參數(shù)的統(tǒng)計特性分析54-60
- 3.3.1 參量C和m為兩個相關(guān)的隨機變量54-56
- 3.3.1.1 參量C和m的相關(guān)性54-55
- 3.3.1.2 材料參數(shù)的統(tǒng)計分布55-56
- 3.3.2 參量m確定參量C為隨機變量56-60
- 3.4 本章小結(jié)60-61
- 第4章 表面裂紋擴展特性研究61-80
- 4.1 概述61-62
- 4.2 特征件疲勞斷裂試驗62-64
- 4.3 降載勾線法在高強鋼疲勞斷裂試驗中的應(yīng)用64-69
- 4.3.1 疲勞輝紋在疲勞研究中的應(yīng)用65-66
- 4.3.2 降載勾線法及海灘狀花紋66-67
- 4.3.3 CAD處理技術(shù)67-68
- 4.3.4 斷口分析68-69
- 4.4 表面裂紋擴展形貌研究69-71
- 4.5 焊接結(jié)構(gòu)當量初始缺陷尺寸71-79
- 4.5.1 初始缺陷尺寸的選取和評定方法73-77
- 4.5.1.1 無損探傷檢測精度方法73-74
- 4.5.1.2 根據(jù)焊接標準確定初始缺陷大小74
- 4.5.1.3 統(tǒng)計方法確定初始缺陷尺寸74-76
- 4.5.1.4 工程方法確定初始缺陷尺寸76-77
- 4.5.2 當量初始缺陷尺寸的斷裂力學(xué)法77-79
- 4.5.3 焊接結(jié)構(gòu)當量初始缺陷尺寸綜合評定79
- 4.6 本章小結(jié)79-80
- 第5章 表面裂紋疲勞壽命計算80-86
- 5.1 概述80-81
- 5.2 恒幅載荷作用下表面裂紋疲勞壽命計算81-84
- 5.3 本章小結(jié)84-86
- 結(jié)論86-89
- 參考文獻89-96
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果96-97
- 致謝97
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