循环载荷下考虑累积塑性影响的含中心穿透裂纹板CTOD研究

裂纹尖端张开位移(CTOD)是评估结构材料韧性以及分析低周疲劳破坏引起的裂纹扩展的重要参量。结合Dugdale模型,以裂纹尖端累积塑性应变为控制参量,提出了一个循环载荷下含裂纹船体板的CTOD计算模型;利用有限元法模拟了裂纹尖端累积塑性应变、平均应力、裂纹长度等相关因素影响;结合最小二乘法拟合出了基于累积塑性塑性应变、平均应力比以及裂纹长度的两阶多项式。研究表明,基于累积塑性应变的CTOD计算模型为正确评估循环载荷下船体板的累积塑性破坏提供了一种新途径。     

海洋工程用钢疲劳寿命与CTOD值关系的研究

通过对钻井平台上所用高强钢EQ70进行了韧度和疲劳性能的试验研究,得出了反映其韧度指标的裂纹尖端张开位移(CTOD)值和不同交变载荷下疲劳寿命值呈近似的线性关系.在应力幅值ΔP一定的情况下,疲劳寿命值N随着CTOD值的增大而增大,并且在高应力幅的时候,对数疲劳寿命和CTOD值有比较好的线性关系,最后还从微观意义上解释了产生这种关系的原因.     

厚钢板CTOD试验中试样数量问题研究

针对试样数量的选择的问题,按照CTOD韧性试验规范BS7448,对多批不同试样进行试验,并分析和对比试验结果.发现由于离散性的存在,按NS-EN 10225-2009与《材料与焊接规范》要求的传统取样数量并不能准确地判断材料的韧性.参考DNV-OS-C401关于焊接接头CTOD特征值的选择方法,讨论3种试样选取的方法.最后考虑多方面的因素,建议每次制备6个试验试样.     

管道拉伸应变极限确定方法

多数现行的管道设计方法都是以应力为基础的,但它不能完全有效解决管道设计的所有问题,特别是地面变形等位移载荷控制下的情形.从国内外管道设计标准和最新的研究进展出发,对处于极限状态的拉伸应变极限的标准进行了对比,并分析了管道拉应变极限的多种控制因素.同时,使用裂纹驱动力的理论,初步分析了拉应变极限估算方法,提出了基于应变的...     

裂纹尖端张开位移试验在导管架建造中的应用

介绍了裂纹尖端张开位移（简称CTOD）试验方法，并按照英国BS7448规范，用CTOD试验技术，测试了板厚为90mm的海洋平台导管架焊接接头的韧度，对三项焊接工艺进行了评定．结果表明三项焊接工艺的所有焊态焊接接头（包括焊缝和热影响区）试样的特征CTOD值，都大于设计规格书的要求，所评定的三项焊接工艺可以直接用于海洋平台导管架建造，焊后允许不进行热处理．     

基于累积递增塑性变形的船体裂纹板断裂韧性研究

裂纹尖端张开位移（CTOD）是评估结构材料韧性以及分析低周疲劳破坏引起的裂纹扩展的重要参量。文章结合Dugdale模型,以裂纹尖端累积塑性应变为控制参量,提出了一个循环载荷下含裂纹船体板的CTOD计算模型;利用有限元法模拟了裂纹尖端累积塑性应变、平均应力、裂纹长度等相关因素影响;结合最小二乘法拟合出了基于累积塑性应变、平均应力比以及裂纹长度的两阶多项式。文中基于累积塑性应变的CTOD计算模型为正确评估循环载荷下船体板的累积塑性破坏提供了一种新途径。     

高强钢焊接接头CTOD试验允许值与离散性问题探讨

对EQ70高强钢焊接接头进行了低温CTOD试验（-10℃）,用局部压缩法和高K比法保证了疲劳裂纹前沿平直度,但熔合线试样的试验结果较差且具有较大分散性,增加试样个数之后分散性也没有得到改善。不同的预疲方法得到的结果不同,认为应该规定不同的允许值。另外,提出了统一化标准法,为今后接头试样（尤其是熔合线试样）的CTOD试验评定方法提供思路,作为解决离散性等问题的方向。     

FPSO模块支墩焊接接头低温CTOD韧度试验研究

模块支墩是海上浮式生产储油船(FPSO)中连接上部模块与主甲板的关键结构,必须有效保证其焊接接头的韧度以防裂防断。按照国际通用规范BS7448和DNV-OS-C401的要求,对我国渤海PL19-3油田300ktFPSO的模块支墩焊缝和熔合区进行了低温(-18℃)裂纹尖端张开位移(CTOD)的试验研究。试验研究结果表明:按拟用焊接工艺所焊接的模块支墩焊接接头,其焊缝和熔合区的CTOD试验值都能满足国际通用规范DNV-OS-C401规定的要求(不小于0.15mm),因此,可以确认,该焊接工艺可应用于模块支墩的焊接施工,并且焊后的模块支墩可以免除退火处理。     

基于裂纹最大张口位移的加筋板弹塑性断裂分析

为了快速方便地求取船舶加筋板塑性性能的两个重要参数—裂纹尖端塑性区半径（Ry）和裂纹尖端张开位移（CTOD）,文章提出了一种基于裂纹最大张口位移（MCOD）来确定加筋板的裂纹尖端塑性区半径和裂纹尖端张开位移的简便方法。该法基于理想弹塑性材料,以提出的裂纹最大张口位移与裂纹尖端塑性区半径及裂纹尖端张开位移的拟合函数关系为基础,考虑了模型尺寸效应、材料特性参数及外载荷的影响。文中还对不同裂纹长度、不同屈服极限条件、不同板/筋刚度比时方法的适用性进行了分析,研究表明：该方法能够消除裂纹长度、屈服极限和外载荷等因素的影响,适用于有限宽船舶加筋板的弹塑性分析。     

Brittle failure caused by lamellar splitting in a large-scale tubular joint with fatigue cracks

This paper reports a new incidence of brittle failure by lamellar splitting in a large-scale tubular X-joint and examines the possible causes of this failure. The X-joint, with multiple pre-existing fatigue cracks at the weld toe along the brace-to-chord intersection, experiences brittle failure during a monotonic in-plane bending test. Post-test sectioning of the material around the brace-to-chord intersection reveals lamellar splitting in the mid-thickness of the chord wall instead of rapid extensions of the fatigue cracks in the through-thickness direction. The lamellar splitting observed in this test differs from the conventional lamellar tearing both in its appearance and in its causes. The elongated nonmetallic inclusions concentrated at the mid-thickness, as revealed by the microscopic scanning, leads to delamination cracking near the mid-thickness and subsequently to the brittle failure of the joint. The material requirements in prevailing engineering codes do not suffice to prohibit the lamellar splitting failure observed in this study, which may cause catastrophic failures in engineering structures designed with insufficient redundancy.