横向冲击载荷下板结构撕裂破坏机理研究

海洋工程结构在服役期间难免会出现损伤，研究冲击载荷下结构破坏模式对提高结构的安全可靠性意义重大。本项目针对钢质板类结构最基本的破坏形式-撕裂破坏进行理论和实验研究。考虑横向冲击载荷下，对含穿透性裂纹的板结构在复杂应力状态下动态韧性断裂特性进行理论分析，在此基础上建立裂纹局部奇异单元的动力有限元模型，通过"局部-整体"方法计算裂尖的动态能量释放率。并采用一种新的扩展动力有限元方法，结合板撕裂能的实验研究给出撕裂判据，模拟大尺度板结构的撕裂破坏过程。最后利用编制的扩展动力有限元程序，分析冲击载荷、结构尺寸等参数对板结构撕裂机理的影响，为类似工程结构抗冲击分析和止裂设计提供理论依据。