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含表面裂纹损伤船体典型结构应力强度因子简化计算方法研究
| 论文题名： | 含表面裂纹损伤船体典型结构应力强度因子简化计算方法研究 |
| 关键词： | 含表面裂纹损伤船体;损伤程度;应力强度因子;参数计算 |
| 摘要： | T型板板焊接结构作为船体结构中典型的非平板构件，其焊趾处含表面裂纹的损伤情况是值得关心并需认真考量的。对于含表面裂纹构件损伤程度的判断，一般通过数值方法加以确定;工程上还会采取Irwin或者Newman的简化计算方法来对裂纹尖端应力强度因子进行估算。但是数值计算的过程过于繁琐，简化的计算方法又需要提供裂纹深度等工程上难以精确测量的参数，所有这些问题都对应力强度因子的计算方法提出了新的要求:如果能够通过对含表面裂纹的结构体进行简单的测量，从而使得在工作条件下便可直接获得结构表面裂纹的应力强度因子值，这将为工程上获取含裂纹结构体的服役状况提供非常便捷有效的支持，对快速判断结构损伤情况有着重大的参考意义。 本文以船体结构典型构件——T型平板接头为研究对象，尝试基于表面裂纹的最大张口位移来计算裂纹应力强度因子，探索了在拉伸载荷、弯曲载荷和复合载荷作用下，应用最大张口位移法求解T型平板接头应力强度因子的过程，解决了非平板结构在应用最大张口位移法求解应力强度因子的过程中两个核心问题，并给出了应力强度因子求解函数，成功实现了通过测量T型平板接头的表面裂纹张口位移直接获得其裂纹尖端应力强度因子的研究目标;通过与有限元数值计算结果的比照，表明本方法可以有效考虑含表面裂纹T型平板接头的应力强度因子值，具有很好的计算精度。 其次，在获得了多种载荷作用下T型平板接头应力强度因子的求解函数后，将求解函数的适用范围进一步拓展，通过实例验证证实了本方法对非T型的板板焊接结构同样适用，大大拓展了本文的应用范围;同时以上述研究成果为基础，给出了船舶与海洋结构物含表面裂纹构件应力强度因子计算软件，通过界面化的操作和参数化的赋值，为工程上的推广和应用提供了很大的便利。 |
| 作者： | 叶申 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 黄一 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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