学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

船用加筋板结构动载条件下的断裂特性分析

作　者: 宋艳美
导　师: 刘瑞堂
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 材料学
关键词: 船体钢 加筋板 冲击载荷 剩余强度 止裂
分类号: TG115.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 109次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本文分别利用Instron4050万能试验机，摆锤冲击试验机和Hopkinson装置（SHPB）获得的某船体钢和焊缝金属在（?）≈100～107MPam1/2/s冲击载荷范围内的静、动态力学性能数据，分析了其对冲击载荷的适应性。分析试验结果可知，在准静态条件下，某船体钢和焊缝金属均具有良好的低温韧性，无脆性倾向，但在冲击载荷作用下，均表现出明显的脆性倾向性，且随着载荷速率提高和温度降低其脆性倾向性增大。分别用27J、42J能量判据以及50％晶状断口率准则确定了某船体钢及焊缝金属的转变特性温度Tk，结合动载条件下的断裂特性分析图，评定了其对冲击载荷的适应性。结果表明，在较高速冲击载荷（?）≈107MPam1/2/s条件下，某船体钢焊接结构对舰船工作条件将表现出严重的不适应性，为适应其在极限条件下的工作，保证安全服役，舰船必须采取有效的防护或止裂措施。论文第二部分以线弹性断裂力学为基础，根据加筋板结构的止裂原理，建立了船用铆接加筋板结构的剩余强度图，讨论了其断裂、止裂特性以及温度、载荷速率、加筋比和筋条强度对剩余强度下限的影响。针对本文所讨论的船用铆接加筋板结构，给出了其在（?）≈105MPam1/2/s和（?）≈107MPam1/2/s冲击载荷及-20℃、0℃和20℃温度条件下剩余强度下限和有效止裂的裂纹尺寸范围，可为某船体钢的止裂设计提供一定的理论参考。论文最后以Poe铆钉力法为基础，计算了焊接加筋板结构的应力强度因子缩减系数C。在Poe铆钉力法中，铆钉间距P=b/20（b为筋条间距）后，再继续减少铆钉间距，应力强度因子缩减系数C值变化很小，因此，P=b/20时的C值可用于焊接加筋板结构的相关计算。在此基础上，本文作出了（?）≈105MPam1/2/s和（?）≈107MPam1/2/s冲击载荷及-20℃、0℃和20℃温度条件下船用典型焊接加筋板结构在裂纹长度小于筋条间距（α≤αs）时的剩余强度图，给出了裂纹长度等于筋条间距（a=as）时，焊接加筋板结构的剩余强度值，并讨论了铆接加筋板和焊接加筋板在断裂和止裂特性上的差异。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章 绪论  11-21
  1.1 工程背景和课题意义  11
  1.2 材料抗断性能评定方法  11-14
    1.2.1 脆性转变温度判据  12-13
    1.2.2 NDT判据及 FAD图  13
    1.2.3 断裂力学方法  13-14
  1.3 船体钢及其焊接接头抗动载断裂性能评定  14-16
    1.3.1 船体钢抗动载断裂性能评定现状  14-15
    1.3.2 焊接接头动态断裂韧度测试现状  15-16
  1.4 叠加原理  16-17
  1.5 加筋板结构的断裂与止裂分析  17-20
    1.5.1 加筋板结构的断裂分析  17-18
    1.5.2 止裂分析  18-20
  1.6 本论文的选题意义及主要研究内容  20-21
第2章 某船体钢和焊缝金属力学性能数据及分析  21-36
  2.1 引言  21
  2.2 材料与试验  21-22
  2.3 试验结果与讨论  22-29
    2.3.1 静拉伸试验结果  22-23
    2.3.2 积分试验结果(K|·≈10~0 MPam~(1/2)/s)  23
    2.3.3 摆锤冲击试验结果(K|·≈10~5 MPam~(1/2)/s)  23-24
    2.3.4 SHPB装置冲击试验结果(K|·≈10~7 MPam~(1/2)/s)  24-26
    2.3.5 温度、载荷速率对动态断裂韧度的影响  26-28
    2.3.6 动态力学性能  28-29
  2.4 某船体钢及焊缝金属抗动载断裂评定  29-35
    2.4.1 舰船工作条件简述  29-30
    2.4.2 某船体钢及焊缝金属的脆性转变温度 T_k  30-31
    2.4.3 断裂特征分析图简述  31-33
    2.4.4 某船体钢及其焊缝金属对冲击载荷的适应性  33-35
  2.5 本章小结  35-36
第3章 铆接加筋板抗动载断裂及止裂特性分析  36-55
  3.1 引言  36-37
  3.2 加筋板结构止裂原理  37-44
    3.2.1 未加筋板的剩余强度  38-39
    3.2.2 铆接加筋板结构特性及剩余强度  39-41
    3.2.3 铆接加筋板结构的止裂特性分析  41-44
  3.3 某船体钢及焊缝金属铆接加筋板结构断裂及止裂分析  44-53
    3.3.1 某船体钢及焊缝金属铆接加筋板结构设计  44-45
    3.3.2 平面应力断裂韧度  45-46
    3.3.3 某船体钢及焊缝金属铆接加筋板结构剩余强度图  46-50
    3.3.4 某船体钢铆接加筋板结构止裂特性及服役适应性分析  50-51
    3.3.5 加筋比和筋条强度对加筋板结构止裂特性的影响  51-53
  3.4 本章小结  53-55
第4章 焊接加筋板结构的断裂特性和剩余强度  55-75
  4.1 引言  55
  4.2 焊接加筋板的断裂分析  55-57
  4.3 焊接加筋板的分析与计算  57-60
    4.3.1 加筋板结构离散化  57-59
    4.3.2 应力强度因子及其缩减系数 C  59-60
  4.4 筋条与裂纹板之间铆钉力求解  60-67
    4.4.1 无限大板上受一点集中力作用的问题  60-61
    4.4.2 沿裂纹表面作用对称力对问题  61-62
    4.4.3 无限大板上受四点对称集中力作用问题  62-64
    4.4.4 受对称集中力作用的筋条  64-65
    4.4.5 两端受均匀拉应力作用的无限大板和筋条  65-67
    4.4.6 筋条与板之间的铆钉力求解  67
  4.5 实例计算与分析  67-69
  4.6 焊接加筋板结构的剩余强度分析及对冲击载荷的适应性  69-72
    4.6.1 焊接加筋板结构的剩余强度图  69-72
    4.6.2 焊接加筋板结构的剩余强度及对冲击载荷适应性分析  72
  4.7 焊接加筋板与铆接加筋板的比较  72-73
  4.8 本章小结  73-75
结论  75-77
参考文献  77-82
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  82-83
致谢  83

相似论文

  1. 船舶结构的疲劳寿命评估及动态断裂研究,U661.4
  2. 基于漏磁内检测数据长输油气管道评价技术研究,TE973.6
  3. 加筋板连接件的振动疲劳研究,O346.1
  4. 海水环境中船体钢的腐蚀行为及其防护,TG174
  5. 液压支架双伸缩立柱承载特性研究,TD355.4
  6. 复合材料加筋板受轴压载荷下屈曲和后屈曲研究,TB332
  7. 复合材料板壳结构载荷识别,TB535.1
  8. 复合材料加筋板的屈曲后屈曲分析及承载能力研究,TB332
  9. 整体中空夹层复合材料低速冲击性能及剩余强度研究,TB332
  10. 鱼雷入水冲击动力学仿真研究,TJ630
  11. 冲击荷载下缺陷加筋板结构的有限元动力分析,O241.82
  12. 基于断裂力学的船体加筋板疲劳评估方法研究,U661.4
  13. 板架结构在冲击爆炸作用下的可靠性分析,TU312
  14. 基于非线性有限元方法的箱梁极限强度分析,U661.43
  15. 舰艇复杂管路冲击响应研究,U674.7
  16. 薄板结构动态响应的有限体积法研究,U661.4
  17. 基于自适应进化策略的加筋板结构可靠性优化,U661.4
  18. 振动冲击与变卷吸速度对齿轮热弹流润滑的影响,TH117.2
  19. 高冲击载荷下磁流变阻尼器控制系统设计,TB535.1
  20. 冲击载荷作用下船用设备与构件强度评估数值实验研究,U661.43
  21. 腐蚀海底管道的可靠性评估,U178

中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属学（物理冶金） > 金属的分析试验（金属材料试验） > 机械性能（力学性能）试验
© 2012 www.xueweilunwen.com