基于结构声强的受损海洋工程结构裂纹扩展与破坏特性研究

结构构件中萌生的裂纹以及由此引起的裂纹扩展而产生的后续破坏是对海洋工程结构最具有威胁性的失效形式之一，对受损海洋工程结构的裂纹扩展与破坏特性进行研究具有重要意义。本研究以海洋工程领域中广泛使用的板壳及其组合结构为研究对象，基于结构声强方法对结构裂纹扩展与破坏特性进行理论与实验研究。首先建立典型结构的裂纹损伤模型和动力学模型，研究复合型裂纹J积分与结构声强之间的物理关系。结合断裂动力学和有限元法最新理论和方法，计算裂尖动态能量释放率和结构声强矢量。通过对结构声强矢量的三维可视化研究，揭示裂纹扩展驱动力在结构中的分布规律和模式，并用实验对理论进行验证。最后采用有限元数值方法，研究不同载荷作用下不同结构形式的海洋工程结构裂纹动态扩展与破坏规律。本研究为掌握含裂纹损伤海洋工程结构的整体力学行为、准确评估其安全性和可靠性提供新的理论依据。