厚度效应对三维裂纹前缘塑性区尺寸的影响研究

发布时间：2020-12-11 02:33

　　疲劳与断裂是船舶与海洋结构物等工程结构最为主要的破坏模式。弹性力学法给出在紧靠裂尖区域应力趋近于无穷大,任何金属材料在无穷大的应力作用下都会发生屈服形成塑性区。裂纹前缘塑性区尺寸是反应金属材料断裂和疲劳特性的重要参数,对评估船舶与海洋工程结构物在其服役期间的安全状态具有十分重要的意义。目前,大部分对于塑性区尺寸的研究都忽略材料自身厚度对塑性区的影响,局限在二维断裂理论。对此,本文将以含有中心穿透裂纹的有限厚度平板为研究对象,基于断裂力学理论,采用理论分析与有限元数值计算相结合的方法对裂纹前缘塑性区尺寸展开研究。突破二维断裂理论的局限建立考虑厚度效应的塑性区尺寸评估公式,使塑性区尺寸的计算更适用于工程实际。本文主要工作内容归纳如下:首先,引入离面约束因子（T_z）把沿板厚中面向板厚表面过渡的不同三轴应力状态离散成各个不同应力状态的平面薄层。基于线弹性裂纹尖端附近区域应力场及von Mises屈服条件,推导得到考虑厚度效应的评估裂纹尖端塑性区尺寸的表达式。再结合裂纹最大张口位移与载荷之间的关系,得出塑性区尺寸与离面约束因子、裂纹最大张口位移之间的函数关系。接下来深入研究... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

塑性区尺寸沿z/B的分布

图 3.10 塑性区尺寸沿 z/B 的分布volution of the plastic zone size along the normalized crack front with sp结中心穿透裂纹的有限厚度平板为研究对象，基于理论推导荷作用下以 T和△u 为基本参数的裂纹尖端塑性区尺寸


本文编号：2909743