針對裂紋行為的研究是一個具有誘惑和挑戰(zhàn)的課題。其誘惑表現(xiàn)在裂紋存在的廣泛性和破壞性,對裂紋行為的研究無疑具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會價值;其挑戰(zhàn)性表現(xiàn)在裂紋行為的復(fù)雜性。自今,除對少數(shù)高強(qiáng)度或高脆性材料和受力規(guī)則的構(gòu)件裂紋的行為認(rèn)識相對成熟外,許多工程中的裂紋問題人們?nèi)栽诓粩嗟匮芯空J(rèn)識之中。隨著由低碳鋼構(gòu)成的機(jī)械承載結(jié)構(gòu)裂紋問題的日益嚴(yán)重,研究機(jī)械承載結(jié)構(gòu)裂紋診斷、控制與維修已成為故障診斷學(xué)領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。本文以斷裂力學(xué)為基礎(chǔ),以機(jī)械承載結(jié)構(gòu)為應(yīng)用背景,探討了對低碳鋼結(jié)構(gòu)裂紋診斷、控制與維修的新理論、新方法和新途徑。理論研究致力于建立裂紋維修數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ);實驗研究致力于尋找Q235鋼的斷裂韌性和裂紋擴(kuò)展參數(shù);應(yīng)用研究致力于開發(fā)指導(dǎo)機(jī)械承載結(jié)構(gòu)裂紋診斷、控制與維修的實用技術(shù)。主要研究內(nèi)容和成果體現(xiàn)在以下幾個方面: 1) 針對港口門座起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)裂紋十分突出的問題,本文對其進(jìn)行了較為廣泛的調(diào)查,通過對調(diào)查結(jié)果的分析,對金屬結(jié)構(gòu)裂紋故障的比重及分布情況作了總結(jié),使與之有關(guān)的人員對裂紋故障狀況心中有數(shù)。 2) 從能量的觀點(diǎn)出發(fā),通過結(jié)構(gòu)疲勞實驗和標(biāo)準(zhǔn)實驗,分別用柔度法和J積分測量法測量了Q235鋼的斷裂韌性值,同時,測量了Q235鋼與疲勞裂紋擴(kuò)展速率相關(guān)的兩個參數(shù),為基于Q235鋼的機(jī)械承載結(jié)構(gòu)裂紋的診斷與控制打下了堅實的基礎(chǔ)。 3) 提出了基于有限元復(fù)合建模的符合工程實用的金屬結(jié)構(gòu)裂紋診斷與控制的方法與技術(shù)途徑。它包括復(fù)合有限元模型的建立、結(jié)構(gòu)裂紋敏感部位的確定、裂紋擴(kuò)展的最大長度、裂紋的巡檢周期等內(nèi)容。這幾部分的內(nèi)容相互銜接,自成一體,與模態(tài)識別方法等其他結(jié)構(gòu)裂紋診斷方法相比,有簡單實用、結(jié)論可靠等較明顯的優(yōu)點(diǎn)。 4) 從改善裂紋尖端應(yīng)力集中的觀點(diǎn)出發(fā),探討了一種對裂紋的維修方法,這種維修方法使裂紋尖端的曲率半徑變得無窮大,改變了裂紋尖端的應(yīng)力分布狀態(tài),實驗證明:這種維修方法具有一定的優(yōu)勢。 5) 用實驗的方法對工程實際中的幾種裂紋維修方法進(jìn)行了定性的比較。實驗采用了機(jī)械承載結(jié)構(gòu)中常用的箱形梁試件,實驗的結(jié)果,對結(jié)構(gòu)裂紋的維修
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2001
【中圖分類】：TH114
【部分圖文】：

武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文圖2圖2.3為廣州港洪圣沙裝卸作業(yè)站一臺GANZS一30門座起重機(jī)，該機(jī)由匈牙利制造，1966年投入使用，1997年5月，在其機(jī)房下底板出現(xiàn)裂紋，此圖為修理后的情況。圖2.4

盤連接法蘭的焊縫出現(xiàn)較長的裂紋。圖2.5圖2.5為廈門港東渡港務(wù)公司M10一30門座起重機(jī)，該機(jī)支腿與轉(zhuǎn)盤連接法蘭處箱角母材出現(xiàn)裂紋，圖為裂紋補(bǔ)焊后的情況。圖2.6

武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文圖2.6為天津港M1633門機(jī)圓筒結(jié)構(gòu)母材出現(xiàn)的長度達(dá)750毫米的裂1994年投入運(yùn)營，1997年出現(xiàn)裂紋。圖為工程技術(shù)人員在測量已被紋，該裂紋采用直接補(bǔ)焊裂紋，并加強(qiáng)裂紋周邊板的方法進(jìn)行修復(fù)。
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本文編號：2856093