谢 阳, 龙 伟, 赵 波, 刘华国

(1. 四川大学机械工程学院, 成都 610065; 2. 先进制造技术四川省重点实验室, 成都 610065)

1 引 言

大型压力容器在使用过程中由于受到温度、载荷等时变因素的影响，常常在其内部形成各种类型的裂纹缺陷.随着交变载荷的作用，裂纹逐渐扩展，当达到其临界尺寸时发生疲劳断裂，由此导致严重的事故，造成重大的财产损失.在各种类型的裂纹中，埋藏裂纹是金属压力容器裂纹缺陷失效破坏的常见形式之一，由于具有隐秘性和不确定性，相对于其他类型的缺陷而言，其危害程度更大.尽管埋藏裂纹能够通过探伤技术进行检测，但由于设备灵敏度和精度等原因，往往无法精确检测到压力容器埋藏裂纹在使用过程中的演变过程，使得压力容器埋藏裂纹难以获得准确的安全程度评估值. 因此建立埋藏裂纹扩展过程中的几何尺寸关联模型是解决计算其安全程度的关键.

目前，裂纹扩展的研究主要集中在表面裂纹，Newman和Raju[1-3]在对大量表面裂纹进行有限元分析研究以及实验验证的基础上，提出了表面裂纹在扩展过程中一直保持半圆形或半椭圆形的扩展理论模型. Isida等[4]研究了具有半椭圆形表面裂纹有限厚度板的拉伸和弯曲，通过改进施力方法，推算表面裂纹形状和应力强度因子的实际准确值. Lin等[5]讨论了适用于预测在拉伸和弯曲载荷作用下薄板表面裂纹扩展的多自由度数值分析方法.冯西桥等[6]以核反应堆中压力……