试样厚度对船用钢疲劳裂纹扩展速率影响的试验

作者：王艺陶; 冯国庆; 任慧龙

来源：船舶工程, 2019, 41(11): 98-104.

DOI：10.13788/j.cnki.cbgc.2019.11.18

• 裂纹扩展速率试验
• 应力强度因子
• 疲劳试验
• 厚度效应

为研究试样厚度对船用钢疲劳裂纹扩展速率的影响,设计并实施两组不同厚度的紧凑拉伸试样进行疲劳裂纹扩展速率试验,同时建立了三维疲劳裂纹扩展有限元模型,分别基于线弹性理论和弹塑性理论对应力强度因子进行了计算,并分析了试样厚度对裂纹扩展速率的影响。试验与计算结果的综合分析表明:相同应力水平下,薄试样裂纹尖端的塑性区明显大于厚试样,且裂纹尖端应力强度因子值大于理论经验计算结果可达23.25%,因此,在材料裂纹扩展速率试验前,特别是试样厚度尺寸较小时,应充分考虑试样的厚度效应,参考基于弹塑性理论计算得到的应力强度因子结果,同时有必要针对当前试样及材料进行专门的裂纹扩展速率试验,以得到准确裂纹扩展参数结果。

• 单位
  中国船舶科学研究中心; 哈尔滨工程大学