尽管焊接船舶故障自 20 世纪初就已发生,但直到第二次世界大战期间大量船舶故障,人们才充分认识到这一问题。在第二次世界大战期间建造的约 5,000 艘商船中,到 1946 年,超过 1,000 艘出现了相当大的裂纹。在 1942 年至 1952 年间,超过 200 艘船舶发生了严重断裂,至少有 9 艘 T-2 油轮和 7 艘自由轮因脆性断裂而完全断成两截。自由轮中的大部分断裂始于舷侧板顶部的方形舱口角或方形切口。设计变更包括舱口角的成形和加固、舷侧板的方形切口的修复以及在各个位置添加铆接裂纹抑制器,从而立即降低了发生率
目录 页码 1.0 化学成分和机械性能 1.1 简介 5 1.2 测试结果 6 2.0 疲劳裂纹扩展速率表征 2.1 简介 7 2.2 测试设备 7 2.3 样品制备 10 2.4 测试程序 11 2.5 测试结果与讨论 12 3.0 非线性断裂韧性表征 3.1 简介 42 3.2 测试设备 42 3.3 样品制备 43 3.4 测试程序 44 3.5 测试结果与讨论 44 表格列表 表 1.2.1 化学分析摘要 5 表 1.2.2 机械性能摘要 6 表 2.5.1 使用恢复力模型估计 K 残余 15 表 2.5.2 疲劳裂纹扩展测试条件和结果摘要 16 表 3.5.1 断裂韧性测试条件和结果摘要45 附图列表 图 2.2.1 试验设备和试验装置的照片(实验室空气环境) 8 图 2.2.2 试验设备和试验装置的照片(海水环境) 9 图 2.3.1 疲劳裂纹扩展速率试验的 C(T) 样品图 10 图 2.5.1 FCGR 响应比较实验室空气中 5083-H321 合金的重复试验结果。18 图 2.5.2 FCGR 响应比较实验室空气中 5086-H116 合金的重复试验结果。19 图 2.5.3 FCGR 响应比较实验室空气中 5383-H116 合金的重复试验结果。20 图 2.5.4 FCGR 响应比较海水中 5083-H321 合金的重复试验结果。21 图 2.5.5 FCGR 响应比较 5086-H116 合金在海水中的重复测试结果。22 图 2.5.6 FCGR 响应比较 5383-H116 合金在海水中的重复测试结果。23
目录 页码 1.0 化学成分和机械性能 1.1 简介 5 1.2 测试结果 6 2.0 疲劳裂纹扩展速率表征 2.1 简介 7 2.2 测试设备 7 2.3 样品制备 10 2.4 测试程序 11 2.5 测试结果与讨论 12 3.0 非线性断裂韧性表征 3.1 简介 42 3.2 测试设备 42 3.3 样品制备 43 3.4 测试程序 44 3.5 测试结果与讨论 44 表格列表 表 1.2.1 化学分析摘要 5 表 1.2.2 机械性能摘要 6 表 2.5.1 使用恢复力模型估计 K 残余 15 表 2.5.2 疲劳裂纹扩展测试条件和结果摘要 16 表 3.5.1 断裂韧性测试条件和结果摘要45 附图列表 图 2.2.1 试验设备和试验装置的照片(实验室空气环境) 8 图 2.2.2 试验设备和试验装置的照片(海水环境) 9 图 2.3.1 疲劳裂纹扩展速率试验的 C(T) 样品图 10 图 2.5.1 FCGR 响应比较实验室空气中 5083-H321 合金的重复试验结果。18 图 2.5.2 FCGR 响应比较实验室空气中 5086-H116 合金的重复试验结果。19 图 2.5.3 FCGR 响应比较实验室空气中 5383-H116 合金的重复试验结果。20 图 2.5.4 FCGR 响应比较海水中 5083-H321 合金的重复试验结果。21 图 2.5.5 FCGR 响应比较 5086-H116 合金在海水中的重复测试结果。22 图 2.5.6 FCGR 响应比较 5383-H116 合金在海水中的重复测试结果。23
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1990 年,佐治亚州亚特兰大。ASTM 委员会 E24 断裂测试是主办方。负责组织会议的执行组织委员会由 H. A. Ernst(佐治亚理工学院)组成,他担任研讨会主席,并由以下副主席组成:S. D. Antolovich(佐治亚理工学院);S. N. Atluri(佐治亚理工学院);J. S. Epstein(爱达荷国家工程实验室);D. L. McDowell(佐治亚理工学院);J. C. Newman, Jr.(美国宇航局兰利研究中心);I. S. Raju(北卡罗来纳州立农业技术大学);以及 A. Saxena(佐治亚理工学院)。会议记录分为两卷。H. A. Ernst、A. Saxena 和 D. L. McDowell 担任第一卷的编辑,S. N. Atluri、J. C. Newman, Jr.、I. S. Raju 和 J. S. Epstein 担任第二卷的编辑。
1997 年 6 月 24-26 日在加利福尼亚州斯坦福举行的第二十九届全国疲劳和断裂力学研讨会上发表的论文。此次活动的赞助商是 ASTM 疲劳和断裂委员会 E8。美国宇航局艾姆斯研究中心材料和失效分析小组的 Tina L. Panontin、加利福尼亚州莫菲特菲尔德和斯坦福大学机械工程系的 Sheri D. Sheppard 主持了研讨会并担任本出版物的编辑。
1997 年 6 月 24-26 日在加利福尼亚州斯坦福举行的第二十九届全国疲劳和断裂力学研讨会上发表的论文。此次活动的赞助商是 ASTM 疲劳和断裂委员会 E8。美国宇航局艾姆斯研究中心材料和故障分析组的 Tina L. Panontin、加利福尼亚州莫菲特菲尔德和斯坦福大学机械工程系的 Sheri D. Sheppard 主持了研讨会并担任本出版物的编辑。
J � � 平面应变 J 积分断裂韧性,MPa m K 应力强度因子(模式 I),MPa m ��� K � 临界断裂韧性,MPa m ��� K � 弹性应力强度因子,MPa m ��� K � 弹性或弹性 — 塑性应力强度因子,MPa m ��� K � � 平面应变断裂韧性,MPa m ��� K � 基于 J 积分的等效 K,MPa m ��� K ��� 最大应力强度因子,MPa m ��� K ��� 最小应力强度因子,MPa m ��� K � 裂纹尖端张开应力强度因子,MPa m ��� K � 弹性 — 塑性应力强度因子,MPam ��� K � 弹性应力集中因子 K � 弹性 — 塑性应力集中因子 K � 弹性 — 塑性应变集中因子 N 载荷循环次数 N � 失效前的载荷循环次数 P �� 裂纹尖端张开载荷,N P ��� 最大施加载荷,N r 孔或缺口尖端半径,mm R 应力比 ( S ��� / S ��� ) S 施加应力,MPa S �� 裂纹尖端张开应力,MPa S ��� 最大施加应力,MPa S ��� 最小施加应力,MPa S �� TWIST 中的平均飞行应力,MPa S � � 一克飞行应力,MPa t � 沿 � 轮廓的牵引力,MPa ¹ � 裂纹扩展速率数据的转变 (i " 1 至 4) ¹ * 裂纹尖端周围的轮廓积分,MPa m u � 沿 � 轮廓的位移,mm » 裂纹尖端区域周围的材料体积,mm �
M 塑性区校正 .......*..*..******..*....................................... 10 条带熔合塑性区连接 ..**.**..*.*******.................13 塑性区形状 ****........*....***................................................................ 14 裂纹尖端开口位移 ......*...*.**.**..*.......*.**.***** G *16 J 轮廓积分 G *..*..*...............**..**** G ***.*....................................17.J 与 ~OD 20 之间的关系 ....................................................屈服对裂纹尖端 %r~ 场的影响 .......*.*****..............21 厚度对裂纹尖端应力场的影响.................... ............ 25