四阶龙格库塔法在裂纹疲劳预测中的应用

摘要

海底管线承受海浪引起的周期性动载荷以及悬跨引起的涡激振动,因此疲劳破坏是其失效的主要原因之一.对含有缺陷的管道进行疲劳评估,如果评定结果显示在设计寿命内结构不会破坏,那么就可以继续使用.英国BS7910"金属结构缺失验收评定方法导则"提供了基于Paris法则的裂纹扩展公式,本文运用四阶龙格库塔法求解该公式,输入管道几何尺寸和初始裂纹尺寸以及受力情况,计算一次循坏载荷后的裂纹尺寸,将新得到的af和cf代入断裂计算公式,判定其在评定曲线中的位置,如果在评定曲线以内,则经过一次加载后裂纹仍然安全,则继续运用龙格库塔法计算新的裂纹尺寸a和c,继续判定其在评定曲线中的位置,以此类推,直到评定点在评定曲线之上,此时裂纹失效,输出此时的加载次数和最终裂纹尺寸.