表面裂紋疲勞擴展和應力強度因子研究.pdf

1、“疲勞”是引起工程結(jié)構(gòu)和構(gòu)件失效的最主要原因，橋梁的使用壽命基本上由疲勞裂紋擴展所控制，而表面裂紋往往是材料疲勞的起始裂紋，所以，對表面裂紋的疲勞擴展和應力強度因子的研究具有重要的工程實際意義。 本文首先研究表面裂紋的應力強度因子，其中重點研究兩類裂紋：一種是位于構(gòu)造或應力狀態(tài)比較復雜的結(jié)構(gòu)件中；另一種是裂紋本身的形狀在經(jīng)驗公式的適用范圍之外的，以上這兩種情況都不能適用現(xiàn)有的應力強度因子經(jīng)驗計算公式。因而本文將采用有限元子模型法

2、計算表面裂紋的應力強度因子。文中計算了Newman-Raju 公式適用范圍裂紋的應力強度因子，證實該有限元法可有效地計算拉伸和彎曲疲勞試樣的應力強度因子。 采用有限元子模型法還計算了鋼結(jié)構(gòu)模擬件(箱形結(jié)構(gòu))的應力強度因子，給出了該結(jié)構(gòu)疲勞試驗的加載方案；有限元子模型法所預測的疲勞斷裂的部位與試驗結(jié)果相一致。 根據(jù)有限元計算結(jié)果，提出了對平板拉伸情況下Newman-Raju 經(jīng)驗公式的修正，以適用于裂紋擴展的后期，即裂紋