刘 慧 严仁军 张新宇 徐 琳

（武汉理工大学交通学院1） 武汉 430063） （武汉理工大学高速船舶工程教育部重点实验室2） 武汉 430063）

（中国舰船研究设计中心3） 武汉 430074）

局部应力－应变法是一种常用的低周疲劳裂纹萌生寿命的估算方法，有资料表明，若局部应变幅有10%左右的偏差，将会导致估算的疲劳寿命相差2～3倍［1－2］．对于焊接结构，裂纹通常产生于焊趾处［3］，故焊趾处局部应力应变值的结果决定着焊接件裂纹萌生寿命估算的准确性．潜艇及水下深潜器中，出于设计的需要，常常使用锥柱结合壳的结构．外部水压力作用下，在结合壳焊趾处，产生了周向压应力和纵向应力构成的双向应力场［4－5］，纵向应力被分解为沿厚度均匀分布的纵向压应力和二次弯曲应力，其中称纵向压应力为纵向压应力［6］．在解决此典型部位的疲劳问题时，多忽略了一向或两向压应力的作用，对忽略压应力产生的影响却未进行分析．

本文对焊接试件进行三向加载试验和弹塑性有限元计算，通过模拟锥柱结合壳焊趾处的应力场，分析在循环载荷的最大值下，压应力对结合处局部应力－应变特征的影响，为更加准确地估算锥柱结构壳的裂纹萌生寿命提供依据．

1 局部应变的试验测量与分析

1．1 试验内容

试件和焊缝的几何形状和尺寸分别见图1和表1．试件的材料为某高强钢，坯料焊接按实际结构的焊接工艺完成，通过100%超声波探伤去除不合格部分后，切割出试验试件．为方便试验中载荷……