基于近场动力学的含损伤缺陷Q345钢裂纹扩展分析

船舶与海洋工程结构中由于材料本身缺陷或服役过程中产生的细小裂纹，使结构不可避免地产生裂纹损伤，造成应力集中而破坏。为了研究含裂纹缺陷低合金钢构件的裂纹扩展行为，以应用广泛的Q345钢为研究对象，基于近场动力学（Peridynamics,PD）理论提出一种改进的双参数PD方法。首先考虑PD力的非局部长程力特性，推导对应的键刚度系数；其次，根据含裂纹缺陷Q345钢拉伸破坏的线性和非线性的力学行为，构建双参数PD本构力函数的基本形式。通过研究不同双裂纹间距、长度和角度的Q345钢裂纹扩展行为，与试验结果对比验证本文改进的双参数PD方法的准确性，并且给出交变荷载情形下疲劳裂纹扩展的计算方法。结果可为船舶钢构件的优化设计和断裂预防提供参考。