吴连生，于培师，韦朋余，郭 鑫，赵军华，王 连

（1.江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，江苏无锡 214122；2.中国船舶科学研究中心，江苏无锡 214082）

0 引 言

钛合金以其比强度高、工艺性能好、优异的耐腐蚀性等优点被誉为“海洋金属”，被广泛地应用在深海装备耐压结构体上[1]。此类结构在服役过程中往往长期受到交变载荷的作用，即使在远低于静强度应力水平下，交变载荷导致的疲劳裂纹萌生与扩展，也会对耐压装备结构的安全运行带来隐患[2]。因此，研究深海耐压结构钛合金的裂纹萌生和疲劳扩展规律，对预测现役耐压结构的使用寿命和确定结构的安全检查周期至关重要，也逐渐形成了损伤容限的设计理念与方法[3]。损伤容限设计思想即在承认结构中存在初始微裂纹的情况下，基于断裂力学的理论框架，对结构的剩余强度和疲劳裂纹扩展性能进行评估，并根据裂纹从初始可检测尺寸到失稳断裂临界尺寸的疲劳寿命来确定检查周期，确保在两次检查间隔内结构能够安全服役和平稳运行[4]。所以，研究材料结构的剩余强度以及疲劳裂纹扩展性能是重大装备损伤容限设计的核心任务。

针对深海耐压结构用钛合金的疲劳裂纹扩展问题，已有学者开展了系统研究。李永正[5]研究了保载对钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响，发现增加保载时间对钛合金疲劳裂纹扩展具有加速效应。王珂[6]研究了环境温度的影响，发现低温会改变疲劳裂纹扩展速率，使总寿命增加。……