本文研究了船用钢在极高载荷率下的抗断裂性能。这些载荷条件主要被视为非常短的载荷时间,从而导致在结构中可能存在的焊缝缺陷、几何应力集中或裂纹的尖端处具有高载荷率。尽管研究的重点是材料在这些极高载荷条件下的响应,但是不可能将原始设计(设计细节和/或标准)和制造方法的影响与这些考虑因素分开。特别是,船舶设计和船内的载荷分布将对应力的重新分布产生主导影响,因此,也会对裂纹开始不稳定扩展时的阻止能力产生主导影响。
船舶和其他结构中使用的钢材的断裂行为主要受以下因素控制:(1) 使用条件,即载荷速率和环境温度;(2) 钢材的机械性能;(3) 结构的设计和制造;以及 (4) 操作条件。使用条件影响机械性能,因为不同钢种的机械性能对载荷速率和温度的反应不同。设计和制造,包括构件的冗余和结构细节的局部几何形状(应力集中),决定了局部应力的大小和分布以及结构对外部施加载荷的响应。装载船舶的程序会影响操作条件。因此,在制定结构部件的断裂控制计划和评估极高加载速率对断裂控制的影响时,必须考虑所有这些因素。!!c,但是,由于改变加载速率的主要影响是改变钢材的机械性能,因此本文将重点讨论速率对钢材强度和断裂特性的影响。