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考虑载荷次序效应的疲劳寿命预报统一方法研究
| 论文题名： | 考虑载荷次序效应的疲劳寿命预报统一方法研究 |
| 关键词： | 船舶结构;海洋工程结构;疲劳寿命预报;疲劳裂纹扩展;载荷次序效应;McEvily模型 |
| 摘要： | 对于复杂载荷作用下的船舶及海洋工程结构物，疲劳破坏是结构失效的最主要形式之一。因此，对于船舶与海洋工程结构物疲劳寿命预报而言，疲劳裂纹扩展规律以及疲劳寿命预报方法的研究显得尤为重要。然而，至今仍没有一个统一的疲劳寿命预报模型能够很好地解释载荷次序效应的影响。单峰过载下的疲劳裂纹扩展问题是研究变幅载荷疲劳问题的基础，伴随单峰过载将出现疲劳裂纹扩展迟滞现象。本文基于课题组的研究结果，对如何将基于McEvily疲劳理论的改进模型应用于单峰过载问题进行研究，并对单峰高载/低载相互影响的问题进行初步的探索。本文的主要研究工作包括以下四个方面： (1) 由经典的Paris公式出发，首先介绍了基于疲劳裂纹扩展理论的McEvily模型；然后给出Cui and Huang(2003) 在McEvily模型基础上提出的九参数疲劳裂纹扩展模型；并介绍了Cui and Huang(2003)为了解决过载/低载问题而引入的过载/低载参数的定义。最后介绍了在9参数模型基础上课题组对McEvily模型进一步的改进。 (2) 以三组疲劳试验数据为基础，通过非线性最小平方拟合的方法，研究了九参数疲劳裂纹扩展模型中表征裂纹闭合水平的参数 对疲劳裂纹扩展率的影响，并给出实际应用中的建议值。 (3) 在此基础上，本文对广义的疲劳裂纹扩展模型进行了进一步的改进，在裂纹扩展率公式中引入了一个幂指数项，通过与试验数据的比较，发现改进后的模型能够更好地反映出单峰过载所产生的迟滞现象。 (4) 总结了载荷次序对疲劳裂纹扩展率的影响，以及一些裂纹扩展率模型，然而至今并没有一个统一的疲劳裂纹扩展模型能够很好的解决载荷次序这一问题。通过Wheeler模型与改进的McEvily模型的简单比较，对基于McEvily的疲劳扩展模型用于解决载荷次序问题进行了初步的探索。 |
| 作者： | 衣高洁 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 崔维成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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