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本文对目前JIc测试方法中存在的几个主要问题进行了研究,对弹塑性断裂力学(EPFM)剩余强度分析方法和有缺陷结构完整性的评定方法R6进行了对比分析,并依据R6对按某艇焊接工艺施焊的某船体钢焊接结构进行了失效评定,得到的主要结论如下。 (1) Prantl提出的伸张区宽度与裂尖张开位移的比值(SZW/δ)和材料性能间的关系与试验结果吻合得较差,其根本原因在于其推导过程中采用的假设前后矛盾。SZW/δ值与流变应力近似呈线性关系,而不是正比关系。 (2) 通过对裂纹试样钝化过程的分析,基于D-B模型和J积分的路径无关性原理推导出一种新的钝化线方程,并采用某低合金钢的三种热处理状态对该钝化线方程进行了验证。结果表明,与现行标准中的钝化线方程相比,此方程与试验结果吻合得更好。 (3) 现行标准中规定的钝化线斜率太低,左界限线的偏置量过大,以及上界限线的限制太严格是造成高撕裂阻力材料的J(Ic)测试中难以得到有效数据的主要原因。提出采用新的钝化线方程,并适当放宽对△αmin和Jmax的限制的建议,即取过△α=0.03mm处的钝化线的平行线为左界限线,将Jmax=b0σY/6作为上界限线。 (4) 当采用JIC/σY作为表征最小韧带尺寸的参量时,系数α受材料强度影响较大,即α随材料强度的升高而增大;将JIC/σY换作JIc/E之后,系数αE基本不受材料强度的影响,且各材料的αE比较集中。此结果表明JIc/E更适合用作有效性条件中的参量。提出了一个新的有效性条件,经验证,该条件与试验结果吻合得很好。 (5) 基于EPFM剩余强度分析方法和R6评定准则建立的同一结构的剩余强度图差异较大。分析后认为,产生此差异的原因在于二者的失效准则不同,前者采用延性断裂韧度JIC进行的评定实际上是启裂评定,而后者采用平面应变断裂韧度KIC(或平面应力断裂韧度KC)进行的评定实际上是失稳评定。 (6) 在静载条件下,该船体钢焊接结构中焊缝金属的抗断性能比船体