武锐锋，黄小平

（上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海 200240）

1 引 言

船舶与海洋结构物服役在复杂的海洋环境中，遭受风、浪、流等随机外载荷作用。一艘服役期为20年的船，所遭受的交变应力循环次数为108量级。大量的实船实例表明，船舶典型焊接接头部位较容易发生疲劳破坏，船舶结构破损在很大程度上是由于典型焊接接头的疲劳强度不足所致。由于制造工艺的原因，焊接接头难免存在初始缺陷和应力集中，这些缺陷会在交变载荷作用下引起局部结构的疲劳裂纹扩展。对接接头、T型接头和十字接头作为常见的焊接连接型式，其焊趾表面裂纹已得到了系统研究[1-3]，焊趾表面裂纹应力强度因子通常表示成K=MkKplate，Mk是应力强度因子修正系数，Kplate是平板表面裂纹的应力强度因子，以Newman-Raju[4]提出的表面裂纹应力强度因子计算公式最具代表性。肘板、加强筋等结构也是常见的船舶构件，这些构件与船体其他构件连接的趾端，很容易发生疲劳破坏，是疲劳校核的关键点，其疲劳断裂性能也是设计者极为关注的。趾端与T型接头类似，所不同的是趾端裂纹扩展会超过焊趾的影响范围。一些学者对趾端裂纹扩展进行了试验研究[5-7]，但对趾端裂纹应力强度因子及其修正系数的研究还比较少。Paris公式适用于常幅载荷作用下的裂纹扩展，而对于长期遭受变幅载荷作用的船舶与海洋结构物而言，黄小平等[8]提出的变幅载荷作用下的裂纹扩展率单一曲线模型能更好地预报疲劳寿命。……