半圆形初始裂纹在交变拉伸载荷下的裂尖应力场数值模拟

• 作者: 周晓松 张岳林 张焱冰
• 来源期刊: 中国舰船研究
• 学科: 交通运输
• 关键词: 初始裂纹 交变拉伸载荷 裂尖应力场 虚拟裂纹闭合技术 裂纹扩展
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 所属期刊栏目: 结构与装置
• 页码范围: 57-62
• 页数: 6页
• 分类号: U661.43
• 字数: 3617字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19693/j.issn.1673-3185.01121

摘要

[目的]为研究板结构中初始裂纹深度沿板厚方向分布不均匀的问题,[方法]基于三维虚拟裂纹闭合技术(VCCT),以半圆形初始裂纹为例,对其在交变拉伸载荷作用下的裂尖应力场进行数值模拟.[结果]结果表明:对于裂纹水平面的应力场,在发生塑性变形的区域,计算点的von Mises等效应力随着距裂尖距离的增大而减小,两者之间呈线性或双线性关系;在未发生塑性变形的区域,该应力值基本上是裂尖距离的三次函数.对于裂纹横断面,裂纹总是沿裂纹边缘形状的法向方向扩展,且应力峰值出现在裂纹边缘,裂纹内部应力值随着距裂纹中心的距离呈现高度的非线性分布,而外部应力值则随着距裂纹中心距离的增大而减小.当该距离超过裂纹半径的1.67倍时,应力集中消失;当拉伸载荷为2/3和1/3倍材料屈服应力时,裂纹边缘的应力峰值总是分别等于载荷的1.45倍和2倍.[结论]研究结果可为考虑初始裂纹的板结构的疲劳强度计算提供参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	周晓松	中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院	13	26	2.0	5.0
2	张焱冰	海军工程大学舰船与海洋学院	17	25	3.0	4.0