第一篇：船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物疲勞斷裂分析研究現(xiàn)狀及展望

船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)的疲勞及斷裂分析研究現(xiàn)狀與展望

摘要：由船海工程的發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)而引出疲勞裂紋分析在船海工程中；簡(jiǎn)述了疲勞分析以及斷裂力學(xué)的研究現(xiàn)狀以及存在的一些問(wèn)題，淺談對(duì)將來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的一些看法；然后過(guò)渡到當(dāng)前的研究方法，即主要為數(shù)值計(jì)算方法；對(duì)當(dāng)前數(shù)值計(jì)算的具體方法進(jìn)行了概括，并淺談發(fā)展趨勢(shì)；列舉了兩個(gè)具體例子，即斷裂力學(xué)原理在疲勞分析中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：船舶與海洋工程；疲勞分析；斷裂力學(xué)；數(shù)值計(jì)算

1.引言

海洋產(chǎn)業(yè)作為未來(lái)世界經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，發(fā)展?jié)摿Ψ浅＞薮螅澜绾Ｑ螽a(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值逐年大幅上升。其中，隨著能源問(wèn)題的日益突出，海洋油氣開(kāi)發(fā)將是海洋工程最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。并且，在發(fā)展船舶與海洋工程的同時(shí)，由于其技術(shù)關(guān)聯(lián)度大，技術(shù)含量高，可帶動(dòng)相關(guān)行業(yè)的科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此，船海工程有相當(dāng)廣闊的發(fā)展前景。

當(dāng)前，船舶與海洋工程發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下方面。其一，船舶發(fā)展趨勢(shì)是大型化、高速化。技術(shù)性能的不斷提升促進(jìn)了船舶運(yùn)載能力和航速的大幅提高，由此船舶經(jīng)濟(jì)性、安全性、環(huán)保性明顯提高。其二，設(shè)計(jì)方法不斷進(jìn)步，現(xiàn)代造船模式取代傳統(tǒng)造船模式，建造技術(shù)裝備也在不斷發(fā)展。其三，海洋工程裝備深水化。國(guó)外從事海洋工程開(kāi)發(fā)已有一百多年的歷史，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。發(fā)達(dá)國(guó)家研究的一些深海探測(cè)器可達(dá)水深已超過(guò)萬(wàn)米。

船海工程蓬勃發(fā)展，船海結(jié)構(gòu)物發(fā)生事故的幾率也大大增加。大型遠(yuǎn)洋船舶發(fā)生海損事故已是屢見(jiàn)不鮮。海洋環(huán)境復(fù)雜多變，海浪、大風(fēng)、潮流、冰雪、海水腐蝕、地震、微生物、碰撞事故等，都會(huì)對(duì)海洋平臺(tái)等結(jié)構(gòu)物造成極大的破壞。更重要的是，船海工程結(jié)構(gòu)物主要采用焊接工藝，由于焊接工藝的特點(diǎn)，焊縫本身不可避免地存在各種缺陷。在各種交變載荷的作用下，這些應(yīng)力集中區(qū)更有可能發(fā)生疲勞破壞，造成災(zāi)難性的事故。因此，疲勞斷裂分析的理論及應(yīng)用領(lǐng)域和形式的發(fā)展就顯得非常關(guān)鍵。

2.疲勞分析發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 基本概念 載荷值隨時(shí)間作周期性或非周期性變化的載荷成為交變載荷，由于載荷的變化使試件或構(gòu)件的材料內(nèi)產(chǎn)生隨時(shí)間變化的交變應(yīng)力與交變應(yīng)變。經(jīng)足夠的應(yīng)力或應(yīng)變循環(huán)作用后，損傷累計(jì)可使試件或結(jié)構(gòu)材料產(chǎn)生裂紋，直至疲勞破壞。試件抵抗疲勞失效的能力成為材料的疲勞強(qiáng)度；結(jié)構(gòu)抵抗疲勞失效的能力成為結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度。

疲勞失效有以下特征：疲勞破壞是一個(gè)累積損傷的過(guò)程，其失效過(guò)程都經(jīng)歷裂紋萌生、擴(kuò)展和瞬時(shí)斷裂三個(gè)階段。不論構(gòu)件是脆性材料還是塑性材料，疲勞破壞在宏觀上常表現(xiàn)為無(wú)明顯塑性變形的突然斷裂，斷口為脆性斷口。疲勞斷口可以看到明顯的裂紋源、裂紋擴(kuò)展區(qū)（光滑斷面）和瞬時(shí)斷裂區(qū)（粗糙斷面）。

在工程中應(yīng)用的疲勞分析方法可以分為三大類(lèi)：S-N曲線法、斷裂力學(xué)方法以及可靠性分析方法。

2.2 S-N曲線法、斷裂力學(xué)方法

經(jīng)典的疲勞分析方法基于S-N曲線和Palmgren-Miner線性累積損傷準(zhǔn)則，用循環(huán)應(yīng)力范圍或塑性應(yīng)變范圍或總應(yīng)變范圍來(lái)描述疲勞破壞壽命。與S-N曲線法不同，疲勞分析的斷裂力學(xué)方法以“損傷容限”原理作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。這個(gè)基本前提是認(rèn)為損傷為一切工程構(gòu)件所固有。疲勞壽命則定義為主裂紋從原始尺寸擴(kuò)展到某一臨界尺寸所需的疲勞循環(huán)次數(shù)或時(shí)間。采用斷裂力學(xué)方法時(shí)，需要應(yīng)用斷裂力學(xué)的裂紋擴(kuò)展經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。自從具有里程碑意義的PARIS公式提出之后，基于裂紋擴(kuò)展規(guī)律的疲勞分析理論得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。

這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。S-N曲線法可以避免裂紋尖端復(fù)雜應(yīng)力場(chǎng)的分析，斷裂力學(xué)方法則可更好的反映尺度效應(yīng)以及可以對(duì)一個(gè)已有的裂紋提供一個(gè)更精確的剩余壽命估算方法。S-N曲線法和斷裂力學(xué)方法在工程中得到了廣泛的應(yīng)用，成為兩種相互補(bǔ)充的基本方法。2.3 可靠性分析方法

以上這兩種方法都是在確定意義上使用的，在分析過(guò)程中，有關(guān)的參量的都認(rèn)為是有確定數(shù)值。而實(shí)際上，工程中涉及到疲勞的有關(guān)因素都是隨機(jī)的。比如，載荷、材料的隨機(jī)性等。為此，可靠性方法開(kāi)始被用來(lái)進(jìn)行壽命評(píng)估。在該理論中，影響結(jié)構(gòu)疲勞壽命的不確定因素都用隨機(jī)變量或者隨機(jī)過(guò)程來(lái)描述。一個(gè)結(jié)構(gòu)的的疲勞壽命合格與否，用服役期內(nèi)不發(fā)生疲勞破壞的概率來(lái)衡量。對(duì)于受大量不確定因素影響的工程結(jié)構(gòu)的疲勞問(wèn)題，用結(jié)構(gòu)疲勞可靠性理論來(lái)加以研究是非常適當(dāng)?shù)摹?/p>

雖然疲勞可靠性方法從理論上是最完善的，可以更合理的描述實(shí)際結(jié)構(gòu)中的各種不確定因素，等價(jià)符合客觀事實(shí)。但在工程實(shí)踐中，由于缺乏充分的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)資料，使得可靠性分析中最關(guān)鍵的概率模型的建立也存在很大的分散性，這成為阻礙可靠性分析在工程實(shí)際中推廣的重要原因。

因而目前常用的海洋工程疲勞強(qiáng)度分析還是主要采用操作起來(lái)簡(jiǎn)單的S-N曲線法，并結(jié)合斷裂力學(xué)方法。

3.斷裂力學(xué)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展

3.1 斷裂力學(xué)的產(chǎn)生

長(zhǎng)期以來(lái)，工程上對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的計(jì)算方法，是以結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué)為基礎(chǔ)的。通常都假定材料是均勻的連續(xù)體，沒(méi)有考慮客觀存在的裂紋和缺陷，計(jì)算時(shí)只要工作應(yīng)力不超過(guò)許用應(yīng)力，就認(rèn)為結(jié)構(gòu)是安全的，反之就是不安全的。安全系數(shù)并未考慮到其他失效形式的可能性，例如脆性斷裂或快速斷裂。普遍認(rèn)為，選用較高的安全系數(shù)就能避免這種低應(yīng)力斷裂。然而，實(shí)踐證明材料存在缺陷或裂紋的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，在應(yīng)力值遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)應(yīng)力的情況下就會(huì)發(fā)生全面失效。人們逐漸意識(shí)到，對(duì)含有裂紋的物體必須作進(jìn)一步的研究。斷裂力學(xué)就是在這個(gè)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。

斷裂力學(xué)從宏觀的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)角度出發(fā)，研究含缺陷或者裂紋的物體在外界條件作用下宏觀裂紋的擴(kuò)展、失穩(wěn)開(kāi)裂、傳播和止裂規(guī)律。斷裂力學(xué)的研究方法是：從彈性力學(xué)方程或彈塑性力學(xué)方程出發(fā)，把裂紋作為一種邊界條件，考察裂紋頂端的應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)和位移場(chǎng)，設(shè)法建立這些場(chǎng)與控制斷裂的物理參量的關(guān)系和裂紋尖端附近的局部斷裂條件。

經(jīng)典斷裂力學(xué)的三個(gè)主要分支是：線彈性斷裂力學(xué)、彈塑性斷裂力學(xué)、斷裂動(dòng)力學(xué)。

3.2 線彈性斷裂力學(xué)

Griffith通過(guò)研究，提出裂紋擴(kuò)展的能量準(zhǔn)則。能量理論將裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的臨界條件表示為GI=GIc（GI微應(yīng)變能釋放率），即脆性斷裂的G準(zhǔn)則。GIc是材料常數(shù)，表征材料對(duì)裂紋擴(kuò)展的抵抗能力，由試驗(yàn)確定。G．R．Irwin用彈性力學(xué)理論分析了裂紋尖端應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)后提出了三種類(lèi)型裂紋（張開(kāi)型、滑移型、撕裂型）尖端的應(yīng)力場(chǎng)與位移場(chǎng)公式。公式中定義了一個(gè)包含一個(gè)應(yīng)力強(qiáng)度因子K，對(duì)應(yīng)三種裂紋分別為KⅠ、KⅡ、KⅢ。在線彈性斷裂力學(xué)中，它是很重要的力學(xué)量，用來(lái)判斷裂紋是否將進(jìn)入失穩(wěn)狀態(tài)的一個(gè)指標(biāo)。以應(yīng)力強(qiáng)度因子表示的裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展臨界條件為：K=KIC ,稱(chēng)為K準(zhǔn)則。KIC為裂紋臨界狀態(tài)下的應(yīng)力強(qiáng)度因子，稱(chēng)為斷裂韌度，也表示材料對(duì)于斷裂的抵抗能力。

在彈性條件下，GICK準(zhǔn)則是等效的。3.3 彈塑性斷裂力學(xué)

由于裂紋尖端應(yīng)力高度集中，在裂紋尖端附近必然首先屈服形成塑性區(qū)域。對(duì)于中、低強(qiáng)度鋼的中小型結(jié)構(gòu)件，薄壁結(jié)構(gòu)，焊接結(jié)構(gòu)的拐角和壓力容器的接管處，在裂紋尖端附近，發(fā)生大范圍屈服或全面屈服。這時(shí)，線彈性斷裂力學(xué)的結(jié)論不再適用。由此研究大范圍屈服斷裂已成為發(fā)展彈塑性斷裂力學(xué)的迫切任務(wù)。

Wells在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了彈塑性條件的斷裂準(zhǔn)則，COD準(zhǔn)則：當(dāng)裂紋尖端張開(kāi)位移?達(dá)到臨界值?C時(shí)，裂紋將開(kāi)裂，即?=?C時(shí)，裂紋開(kāi)裂。COD即裂紋受載后，在原裂紋尖端垂直裂紋方向上所產(chǎn)生的位移（Crack Opening Displacement）。?C是材料彈塑性斷裂韌性指標(biāo)，為材料參數(shù)。

1968年，Rice提出了J積分理論。以J積分為常數(shù)并建立斷裂準(zhǔn)則。J積分是圍繞裂紋尖端作閉合曲線的積分。J積分與裂紋擴(kuò)展力GI的物理意義相同，進(jìn)而建立J準(zhǔn)則：當(dāng)圍繞裂紋尖端的J積分達(dá)到臨界值JC時(shí)，即J=JC時(shí)，裂紋開(kāi)始擴(kuò)展。

COD準(zhǔn)則應(yīng)用到焊接結(jié)構(gòu)和壓力容器的斷裂安全分析上非常有效，而且應(yīng)用時(shí)比較簡(jiǎn)單，因而工程上應(yīng)用較為普遍。J積分準(zhǔn)則理論根據(jù)嚴(yán)格，定義明確，但在計(jì)算和實(shí)驗(yàn)上比較復(fù)雜。

彈塑性斷裂力學(xué)的重要成就是HRR解。硬化材料I型裂紋尖端應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的彈塑性分析是由Hutchinson，Rice，Rosengren解決的。它建立了塑性應(yīng)力強(qiáng)

K2IC?，因此對(duì)于線彈性斷裂力學(xué)問(wèn)題，采用G準(zhǔn)則和

E度因子與J積分的定量關(guān)系，表明J積分可以作為描述硬化材料中裂紋尖端應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)度的參量。HRR理論是J積分作為斷裂力學(xué)判據(jù)的理論基礎(chǔ)。3.4 斷裂動(dòng)力學(xué)

70年代，Sih與Loeber導(dǎo)出了外載隨時(shí)間變化而裂紋是穩(wěn)定情況的漸進(jìn)應(yīng)力場(chǎng)與位移場(chǎng)。Rice等多人先后導(dǎo)出了裂紋以等速傳播情況的漸進(jìn)應(yīng)力場(chǎng)與位移場(chǎng)，并提出了裂紋穩(wěn)定而外載隨時(shí)間迅速變化情況下的裂紋開(kāi)裂準(zhǔn)則。3.5 斷裂力學(xué)理論存在的一些問(wèn)題及展望

經(jīng)典斷裂力學(xué)是建立在奇異性基礎(chǔ)上的，即均基于裂紋頂端應(yīng)力與應(yīng)變?yōu)闊o(wú)限大的模式展開(kāi)的。奇異性理論一直延續(xù)至今。但是奇異性斷裂力學(xué)在物理上存在本質(zhì)的缺陷。實(shí)際發(fā)現(xiàn)的裂紋，裂紋頂端曲率半徑為有限值，裂紋頂端的應(yīng)力應(yīng)變也為有限值。這樣，基于數(shù)學(xué)尖端裂紋和應(yīng)力奇異性的物理量缺乏堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)。為了完善理論，可采用比較符合實(shí)際的半圓形頂端的鈍裂紋，而這又需要金相斷裂力學(xué)的發(fā)展。

由于斷裂力學(xué)能對(duì)材料和結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行預(yù)測(cè)與估算，因而愈來(lái)愈受到重視。目前，線彈性斷裂力學(xué)發(fā)展較為成熟，在工程實(shí)際中已經(jīng)得到應(yīng)用。彈塑性斷裂力學(xué)雖然取得了一些進(jìn)展，但仍有許多尚待深入研究的問(wèn)題，它是當(dāng)前斷裂力學(xué)主要研究方向之一。斷裂動(dòng)力學(xué)，對(duì)于線性材料還有待完善，對(duì)于非線性材料，尚處于研究初期，也是斷裂力學(xué)的主要研究方向。

4.當(dāng)前的研究方法

在疲勞斷裂分析的研究中，最主要的三大研究方法就是：理論、試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算。但是，只有極少數(shù)簡(jiǎn)單、特殊的斷裂力學(xué)問(wèn)題存在解析解，而試驗(yàn)方法操作起來(lái)比較麻煩，而且經(jīng)濟(jì)性不佳，因此絕大多數(shù)工程問(wèn)題都借助數(shù)值計(jì)算的方法來(lái)進(jìn)行研究。隨著研究的日益深入，需要求解的問(wèn)題日趨復(fù)雜化和多樣化。使得如何建立高效、高精度的計(jì)算方法成為學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。由于計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)和力學(xué)等學(xué)科的不斷發(fā)展，用于解決疲勞斷裂問(wèn)題的數(shù)值計(jì)算方法不斷涌現(xiàn)，它們正成為推動(dòng)疲勞分析和斷裂力學(xué)發(fā)展的有力工具。4.1 有限元法

普遍認(rèn)為，有限元法的出現(xiàn)是計(jì)算力學(xué)誕生的標(biāo)志。有限元法是建立在傳統(tǒng)的Ritz法的基礎(chǔ)上，利用變分原理導(dǎo)出代數(shù)方程組求解。它將連續(xù)介質(zhì)離散成有限個(gè)單元來(lái)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。有限元法實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的計(jì)算模型、離散方法、數(shù)值求解和程序化設(shè)計(jì)方法，從而能廣泛地適應(yīng)求解復(fù)雜結(jié)構(gòu)的力學(xué)問(wèn)題。有限元法從誕生至今得到了迅猛的發(fā)展，成為用于結(jié)構(gòu)和固體力學(xué)問(wèn)題的首選方法。

當(dāng)前斷裂力學(xué)用有限元法取得了極大的研究進(jìn)展。比如，采用自適應(yīng)有限元法確定裂紋尖端的塑性區(qū)，在有限元法的基礎(chǔ)上建立隨機(jī)分析，用于動(dòng)態(tài)問(wèn)題的空-時(shí)有限元法等等。4.2 其他數(shù)值計(jì)算方法

由于有限元法同時(shí)也存在缺陷，比如隨著計(jì)算精度要求的提高，有限元網(wǎng)格的劃分將十分困難，計(jì)算量也會(huì)十分龐大。因此，學(xué)者們?cè)谘芯窟^(guò)程中又逐漸創(chuàng)立了其他數(shù)值計(jì)算方法。主要有：邊界元法、無(wú)網(wǎng)格法、數(shù)值流形方法、小波數(shù)值法等，此外還有位移不連續(xù)法、超奇異積分方程法、加權(quán)殘數(shù)法、有限差分法擴(kuò)展有限元法等，都取得了進(jìn)展。4.3 數(shù)值計(jì)算方法的發(fā)展趨勢(shì)

（1）并行數(shù)值計(jì)算方法。該方法是在工程計(jì)算規(guī)模大幅增加與計(jì)算機(jī)能力受到限制的矛盾日益突出的情況下產(chǎn)生的。

（2）解析法與數(shù)值法相結(jié)合。解析法與數(shù)值法相互結(jié)合、相互滲透將為研究提供一系列高效算法。

（3）多種計(jì)算方法有機(jī)結(jié)合。結(jié)構(gòu)的形式很少是單一的，多種方法的耦合將會(huì)提高運(yùn)算精度以及運(yùn)算速度。

（4）數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化。為了提高效率，自適應(yīng)有限元法和網(wǎng)格的自動(dòng)劃分與技術(shù)更新仍將是有限元研究中的一個(gè)熱點(diǎn)。

（5）耦合場(chǎng)中的數(shù)值計(jì)算在一些領(lǐng)域也將越來(lái)越重要。

5.工程中的應(yīng)用實(shí)例

5.1 海洋平臺(tái)管節(jié)點(diǎn)疲勞性能研究

筆者正在完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是：“導(dǎo)管架式海洋平臺(tái)管節(jié)點(diǎn)疲勞強(qiáng)度分析”。以下是我在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的一個(gè)實(shí)例，用斷裂力學(xué)方法來(lái)求解管節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命。

1.基本原則

從Paris公式

da/dN=c??K?

出發(fā)，則 Np=?m1da 式中，c、m

a0c(?K)maf為材料常數(shù)，由材料、焊接構(gòu)件及管節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)綜合分析給出，建議：c=4.764?10-12，m=3.152；?K=Y???H?a

式中，Y為管節(jié)點(diǎn)形狀因子，由管節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)和有限元計(jì)算給出。Y=A?a/T?

B2.基型管節(jié)點(diǎn)形狀因子

基型管節(jié)點(diǎn)形狀因子Y0由基型管節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)及有限元計(jì)算分析給出。不同載荷下形狀因子為

軸向載荷：

Y0?0.49(a/T)?0.38 面內(nèi)彎曲載荷： Y0?0.56(a/T)?0.41 面外彎曲載荷： Y0?0.52(a/T)?0.40 基型管節(jié)點(diǎn)形狀因子Y0見(jiàn)圖

基型管節(jié)點(diǎn)形狀因子Y0

3.修正因子M（1）厚度修正因子Mt 在裂紋擴(kuò)展階段，厚度修正因子為 Mt=（T/T0）0.25（2）焊縫修正因子Mw 焊縫局部應(yīng)力集中對(duì)裂紋萌生影響很大，對(duì)裂紋擴(kuò)展速率也有明顯影響，必須考慮其對(duì)形狀因子的修正。焊縫修正因子為

Mw=?KL/KLO?（3）應(yīng)力分布修正因子M?

應(yīng)力分布不均勻性由幾何參數(shù)決定，其修正因子為

（4）海水自由腐蝕修正因子 MH

海水腐蝕對(duì)管節(jié)點(diǎn)裂紋擴(kuò)展速率影響同應(yīng)力水平有關(guān)，海水自由腐蝕因子為 MH=??H/?S??0.200.42

M???SCF0/SCF?0.167

?0.125（5）陰極防護(hù)修正因子 MF???H/?S?4.管節(jié)點(diǎn)形狀因子

建立在基型管節(jié)點(diǎn)形狀因子Y0修正的基礎(chǔ)上，管節(jié)點(diǎn)形狀因子為

Y?MF?MH?M??Mw?Mt?Y0?MY0

BY?MA?a/T?

為驗(yàn)證修正可靠性，把修正結(jié)果同試驗(yàn)結(jié)構(gòu)相對(duì)比。自由腐蝕，在??H?192MPa下

修正法：

Y?0.651(a/T)?0.38

試驗(yàn)法：

Y?0.684(a/T)?0.39 陰極防護(hù)：在??H?192MPa下

修正法：

Y?0.586(a/T)?0.38

試驗(yàn)法：

Y?0.588(a/T)?0.377

可以看出修正結(jié)果同試驗(yàn)結(jié)果相一致，因此修正方案可靠。5.計(jì)算公式 由Paris公式

Np=?a0afaf11＝da?a0cM?Y?????ac(?K)m0H??mda

式中，a0取1.5mm，af取T。5．2 海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的安全壽命評(píng)估與維修決策

此部分內(nèi)容來(lái)源于黃小平、崔維成、王慶豐所著《海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的安全壽命評(píng)估與維修決策研究》。

海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，一旦發(fā)生事故會(huì)造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。因此保證安全性以及延長(zhǎng)其服役期就顯得至關(guān)重要。以上學(xué)著提出地基于疲勞斷裂力學(xué)控制的評(píng)估方法適合于任何類(lèi)型、處于任意使用階段的結(jié)構(gòu)安全壽命評(píng)估。其顯著特點(diǎn)是可以方便地通過(guò)檢測(cè)對(duì)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，該特點(diǎn)可顯著提高預(yù)報(bào)結(jié)果地可靠性和可信性。

該法克服了傳統(tǒng)地安全壽命法的不足，不需要對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)過(guò)去的受載歷史進(jìn)行了解，只需知道目前平臺(tái)結(jié)構(gòu)的受損程度，以及今后平臺(tái)受載情況，即可對(duì)海洋平臺(tái)進(jìn)行安全評(píng)估和斷裂控制，并進(jìn)一步計(jì)算其疲勞壽命。

海洋平臺(tái)安全壽命評(píng)估及檢修決策圖 其原理詳見(jiàn)該論文。

6． 總結(jié)與展望

本文介紹了船海工程的發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)而引出疲勞裂紋分析在船海工程中的應(yīng)用。接下來(lái)簡(jiǎn)述了疲勞分析以及斷裂力學(xué)的研究現(xiàn)狀以及存在的一些問(wèn)題，然后淺談了對(duì)將來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的一些看法。然后過(guò)渡到當(dāng)前的研究方法，即主要為數(shù)值計(jì)算方法。對(duì)當(dāng)前數(shù)值計(jì)算的具體方法進(jìn)行了概括，并淺談發(fā)展趨勢(shì)。在這之后，列舉了兩個(gè)具體例子，即斷裂力學(xué)原理在疲勞分析中的應(yīng)用，這也是疲勞分析的一個(gè)正在發(fā)展的重要方法。

最后，對(duì)船海工程疲勞斷裂分析再次進(jìn)行一下展望。第一部分已經(jīng)提到過(guò)，由于船海工程加工工藝的特點(diǎn)，即焊接工藝的特點(diǎn)，疲勞斷裂在船海工程中的應(yīng)用將會(huì)有廣闊的天地。理論的發(fā)展和應(yīng)用離不開(kāi)工程實(shí)際的需要，隨著船海工程的發(fā)展需要，也必將促使學(xué)者們不斷研究提出新理論，完善經(jīng)典理論，并借助計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，大幅度提高數(shù)值計(jì)算的精度和效率。

參考文獻(xiàn)：

【1】胡乃輝.淺析“十一五”船舶與海洋工程的發(fā)展前景.廣東造船，2007（1）.【2】張安哥，朱成九，陳夢(mèng)成.疲勞、斷裂與損傷.西南交通大學(xué)出版社，2006.【3】康穎安.斷裂力學(xué)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀.湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)，Mar.2006,Vol.16.No.1.【4】Cui Weicheng.A Preliminary Review of Recent Developments in Life Prediction Methods of Marine Structure.船舶力學(xué)，1999（12）：55-79.【5】趙永翔.應(yīng)變疲勞可靠性分析的新進(jìn)展與展望.機(jī)械工程學(xué)報(bào)，Dec.2002,Vol.38 Supp.【6】冒小萍，郎福元，柯顯信.斷裂力學(xué)的數(shù)值計(jì)算方法的研究現(xiàn)狀與展望.【7】Hagedorn，Karl Edgar.Some aspects of fracture mechanics research during the last 25years[J].Steel research,1998,69:206-213.【8】譚開(kāi)忍，肖熙，黃小平.非常規(guī)管節(jié)點(diǎn)疲勞壽命分析與計(jì)算.海洋工程，Aug.2005,Vol.23 No.3.【9】王慶豐，黃小平，崔維成.海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的安全壽命評(píng)估與維修決策研究.江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)，Jun.2006,Vol.20,No.3.【10】石國(guó)理，姚木林，周敏健.海上平臺(tái)管節(jié)點(diǎn)疲勞性能研究.中國(guó)造船，F(xiàn)eb.1994,No.1.

第二篇：飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞與斷裂分析發(fā)展綜述

飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞與斷裂分析發(fā)展綜述

通過(guò)這學(xué)期對(duì)航空航天博覽課的學(xué)習(xí)和老師耐心的講解,我對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)有了進(jìn)一步的了解。由于本學(xué)期還學(xué)習(xí)了材料力學(xué)，所以對(duì)于飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度與斷裂分析發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)做了進(jìn)一步的了解與探討.由于領(lǐng)空權(quán)對(duì)于任何一個(gè)國(guó)家都是非常重要的,飛機(jī)的先進(jìn)性,是領(lǐng)空權(quán)的保證.飛機(jī)更是國(guó)家的國(guó)防的重要力量,提高飛機(jī)的性能更是每個(gè)軍事大國(guó)追求的目標(biāo).飛機(jī)的結(jié)構(gòu)抗疲勞強(qiáng)度與斷裂強(qiáng)度是飛機(jī)性能的重要體現(xiàn)，所以對(duì)于飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞與斷裂分析進(jìn)行探討和研究是非常有必要的.疲勞強(qiáng)度是指飛機(jī)結(jié)果在無(wú)限多次交變載荷作用下而不破壞的最大應(yīng)力稱(chēng)為疲勞強(qiáng)度或疲勞極限。實(shí)際上，飛機(jī)結(jié)構(gòu)并不可能作無(wú)限多次交變載荷試驗(yàn)。

斷裂是指飛機(jī)結(jié)構(gòu)被斷錯(cuò)或發(fā)生裂開(kāi).討論的主要是脆性斷裂情況，其斷裂面是看得見(jiàn)摸得著的。還有兩類(lèi)斷裂的斷裂面則是看得見(jiàn)卻不一定摸得著的。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用中，要不斷承受交變載荷的作用。但是，早期設(shè)計(jì)給及只是從靜強(qiáng)度上考慮，只要通過(guò)計(jì)算和試驗(yàn)證明飛機(jī)結(jié)構(gòu)能夠承受得住設(shè)計(jì)載荷（實(shí)際使用中所出現(xiàn)的最大載荷乘以安全系數(shù)），就認(rèn)為飛機(jī)結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度。由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)承受交變載荷的作用，某些構(gòu)建常常出現(xiàn)疲勞性能也較好。因此，飛機(jī)結(jié)構(gòu)的疲勞問(wèn)題并不突出，疲勞強(qiáng)度問(wèn)題沒(méi)有引起足夠的重視。直到50年代前

期，世界各國(guó)的飛機(jī)強(qiáng)度規(guī)范中對(duì)疲勞強(qiáng)度都還沒(méi)有具體要求，不要求進(jìn)行全尺寸結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)。但是，隨著航空事業(yè)的不斷發(fā)展，飛機(jī)的性能不斷提高，適用壽命延長(zhǎng)，新結(jié)構(gòu)、新材料不斷出現(xiàn)，飛機(jī)結(jié)構(gòu)在使用中疲勞破壞與安全可靠之間的矛盾逐漸顯露出來(lái)了。

斷裂是指飛機(jī)結(jié)構(gòu)被斷錯(cuò)或發(fā)生裂開(kāi).討論的主要是脆性斷裂情況，其斷裂面是看得見(jiàn)摸得著的。還有兩類(lèi)斷裂的斷裂面則是看得見(jiàn)卻不一定摸得著的。

許多飛機(jī)結(jié)果，如軸、齒輪、軸承、葉片、彈簧等，在工作過(guò)程中各點(diǎn)的應(yīng)力隨時(shí)間作周期性的變化，這種隨時(shí)間作周期性變化的應(yīng)力稱(chēng)為交變應(yīng)力（也稱(chēng)循環(huán)應(yīng)力）。在交變應(yīng)力的作用下，雖然零件所承受的應(yīng)力低于材料的屈服點(diǎn)，但經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的工作后會(huì)產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂。

疲勞破壞是機(jī)械零件失效的主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在飛機(jī)結(jié)構(gòu)失效中大約有80%以上屬于疲勞破壞，而且疲勞破壞前沒(méi)有明顯的變形，所以疲勞破壞經(jīng)常造成重大事故，所以對(duì)于軸、齒輪、軸承、葉片、彈簧等承受交變載荷的零件要選擇疲勞強(qiáng)度較好的材料來(lái)制造。

疲勞失效是金屬材料常見(jiàn)的失效形式,特別是軸類(lèi),連桿,軸承類(lèi)等零件,長(zhǎng)期在應(yīng)力下工作的工件材料都要求較高的疲勞強(qiáng)度,這樣的可以提高零件的使用壽命。疲勞強(qiáng)度同時(shí)還與硬度、強(qiáng)度、韌性有較大關(guān)系，所以他是金屬材料的重要力學(xué)性能指標(biāo)。

疲勞強(qiáng)度是材料能夠承受無(wú)數(shù)次應(yīng)力循環(huán)時(shí)的最大應(yīng)力。疲勞強(qiáng)度關(guān)系到零件的壽命以及零件工作時(shí)能夠承受的最大應(yīng)力，這對(duì)零件的安全設(shè)計(jì)有重大意義。

例如:在齒輪設(shè)計(jì)中，當(dāng)接觸疲勞強(qiáng)度不滿足要求時(shí)，假定不再更換材料的前提下，可以用如下方法進(jìn)行彌補(bǔ)：

1、增加齒輪的齒寬（增加輪齒的接觸面積）

2、輪齒進(jìn)行高頻淬火（或中頻淬火）、滲碳、滲氮（提高輪齒的表面硬度）

3、磨齒（降低齒輪運(yùn)行中因?yàn)榻佑|強(qiáng)度不足而致使齒面發(fā)生膠合、斑蝕的危險(xiǎn)性能）

50年代以前，在飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞壽命問(wèn)題沒(méi)有引起足夠的重視。那事，飛機(jī)機(jī)構(gòu)是單純采用靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與剛度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

從50年代開(kāi)始，基于以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)個(gè)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，以及給及使用要求的不斷提高，在飛機(jī)安全和壽命 的設(shè)計(jì)思想上發(fā)生了很大的變化。50年代中期，逐漸發(fā)展起以安全壽命為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的設(shè)計(jì)和評(píng)估思想。這是給及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想上的一次重大變革。

但是，安全壽命設(shè)計(jì)思想是以結(jié)構(gòu)件無(wú)初始損傷的假設(shè)為基礎(chǔ)的。顯然，這是理想化的情況。事實(shí)上，結(jié)構(gòu)件可能存在這樣或那樣出事缺陷。因此，安全壽命設(shè)計(jì)思想并不能保證飛機(jī)安全可靠。于是，在1960年提出了破損安全設(shè)計(jì)概念。從60年代初期到70年代初期，飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用破損安全與安全壽命相結(jié)合的設(shè)計(jì)思想，這種設(shè)計(jì)

思想可以在這個(gè)時(shí)期的國(guó)外民用機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范中看到。這種破損安全與安全壽命相結(jié)合的設(shè)計(jì)思想，這帶有一定的局限性，遠(yuǎn)不足以解決安全和壽命問(wèn)題。

隨著斷裂力學(xué)和其他科學(xué)的發(fā)展，出現(xiàn)了損傷容限和耐久性設(shè)計(jì)。1969年美國(guó)空軍開(kāi)始規(guī)定催飛機(jī)結(jié)構(gòu)采用損傷容限和耐久性設(shè)計(jì)。1978年美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）規(guī)定在民用機(jī)上采用損傷容限和耐久性設(shè)計(jì)來(lái)代替原來(lái)的破損安全與安全壽命設(shè)計(jì)。損傷容限和耐久性設(shè)計(jì)思想的核心是：承認(rèn)結(jié)構(gòu)件中存在初始缺陷的可能性，控制損傷的擴(kuò)展。從而，使飛機(jī)結(jié)構(gòu)在規(guī)定期內(nèi)具有規(guī)范要求的抗破壞能力和經(jīng)濟(jì)耐用的品質(zhì)。損傷容限設(shè)計(jì)和耐久性設(shè)計(jì)更是一次變革性質(zhì)的設(shè)計(jì)思想發(fā)展。

航空工業(yè)作為技術(shù)密集、知識(shí)密集的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，集材料、機(jī)械、發(fā)動(dòng)機(jī)、空氣動(dòng)力、電子、超密集加工、特種工藝等各種前沿技術(shù)之大成。目前，國(guó)際航空技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家早已實(shí)施損傷容限耐久性規(guī)范，并成為國(guó)際適航性條例要求。然而，在飛機(jī)結(jié)構(gòu)的三維損傷容限耐久性預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)方面，由于研究隊(duì)伍嚴(yán)重萎縮，國(guó)際上的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展非常緩慢，三維損傷容限耐久性技術(shù)的發(fā)展停滯不前。與此同時(shí)，現(xiàn)代飛機(jī)大量使用三維整體結(jié)構(gòu)，已有技術(shù)與需求的矛盾更加突出。

這一現(xiàn)狀的存在，使得國(guó)內(nèi)外的設(shè)計(jì)者們?cè)谝延屑夹g(shù)基礎(chǔ)上不得不依靠更加實(shí)際、但耗資巨大的全機(jī)試驗(yàn)和各級(jí)全尺寸部件試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的損傷容限和耐久性，虛擬試驗(yàn)的科學(xué)基礎(chǔ)欠缺。近年隨著計(jì)算機(jī)容量逐漸滿足三維斷裂分析的需要，國(guó)際上三維試驗(yàn)和數(shù)值

研究驟增，多尺度研究驟增，虛擬試驗(yàn)的概念形成并得以應(yīng)用。有影響和代表水平的工作主要出自美國(guó)NASA以Newman為主的研究組、英國(guó)Sheffield大學(xué)Code公司及其研究組、法國(guó)宇航院(ONERA)、瑞典航空研究實(shí)驗(yàn)室(FOI，德文首字)研究組，荷蘭國(guó)防動(dòng)力研究實(shí)驗(yàn)室、澳大利亞國(guó)防科技組織(DSTO)等[5-8]。但是其損傷容限耐久性技術(shù)依據(jù)的理論基礎(chǔ)仍然是二維疲勞斷裂理論，未取得本質(zhì)上的突破，考慮三維約束的疲勞壽命分析模型也都是建立在大量經(jīng)驗(yàn)參數(shù)基礎(chǔ)上的。近年，我國(guó)某飛機(jī)設(shè)計(jì)行業(yè)以及相關(guān)單位已成功實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造，一些重點(diǎn)型號(hào)工程在設(shè)計(jì)階段就已全面實(shí)施損傷容限與耐久性規(guī)范，開(kāi)展了大量全尺寸靜力、疲勞/耐久性和損傷容限試驗(yàn)，建立起寶貴的經(jīng)驗(yàn)和高素質(zhì)的隊(duì)伍以及組織管理體系。然而，基于試驗(yàn)來(lái)保證性能的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法存在明顯的局限：全尺寸試驗(yàn)之前主要是經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，如各種安全系數(shù)法，對(duì)經(jīng)驗(yàn)積累依賴(lài)嚴(yán)重，不利創(chuàng)新發(fā)展；試驗(yàn)或一定要設(shè)法滿足設(shè)計(jì)要求，否則發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后更改設(shè)計(jì)困難，代價(jià)很高；全尺寸試驗(yàn)只能檢驗(yàn)最薄弱環(huán)節(jié)，不能真實(shí)考核整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平，尤其是優(yōu)化程度；全機(jī)試驗(yàn)只能檢驗(yàn)一種工況（如標(biāo)準(zhǔn)載荷譜、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和周期、抽取的單一的制造質(zhì)量樣本等，代價(jià)高昂但實(shí)際效果遠(yuǎn)不是人們認(rèn)為的那么一錘定音式的決定一切。因此，發(fā)展基于三維損傷容限與耐久性科學(xué)基礎(chǔ)的預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)技術(shù)已變得十分必要和迫切。破飛機(jī)結(jié)構(gòu)三維損傷容限和耐久性核心技術(shù)可望取得的突

發(fā)展基于先進(jìn)的三維疲勞斷裂理論和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三維損傷容限和耐久性關(guān)鍵技術(shù)，解決從材料性能到三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)性能的跨越。下面我將對(duì)幾種材料進(jìn)行了解。首先說(shuō)到陶瓷，人們很自然想到它的特點(diǎn)就是脆性。十幾年前，如果把它用于工程領(lǐng)域的承力件，是任何人都不可能接受的，直到現(xiàn)在說(shuō)到陶瓷復(fù)合材料，也可能還會(huì)有些人不清楚，認(rèn)為陶瓷和金屬原本就是兩種不相關(guān)的基本材料，但是自從人們巧妙地將陶瓷和金屬結(jié)合后，才使人們對(duì)這種材料的概念發(fā)生了根本的變化，這就是陶瓷基復(fù)合材料。

陶瓷基復(fù)合材料在航空工業(yè)領(lǐng)域是一種非常有發(fā)展前途的新型結(jié)構(gòu)材料，特別是在航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造應(yīng)用中，越來(lái)越顯示出它的獨(dú)到之處。陶瓷基復(fù)合材料除了具有重量輕，硬度高的優(yōu)點(diǎn)以外，還具有優(yōu)異的耐高溫和高溫抗腐蝕性能。目前陶瓷基復(fù)合材料在承受高溫方面已經(jīng)超過(guò)了金屬耐熱材料，并具有很好的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，是高性能渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)高溫區(qū)理想的極好材料。

目前世界各國(guó)針對(duì)下一代先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)材料的要求，正集中研究氮化硅和碳化硅增強(qiáng)陶瓷材料，并取得了較大進(jìn)展，有的已開(kāi)始應(yīng)用在現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)中。例如美國(guó)驗(yàn)證機(jī)的F120型發(fā)動(dòng)機(jī)，它的高壓渦輪密封裝置，燃燒室的部分高溫零件，均采用了陶瓷材料。法國(guó)的M88-2型發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室和噴管等也都采用了陶瓷基復(fù)合材料。據(jù)專(zhuān)家估計(jì)，到2000年陶瓷材料將占高性能渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)重量的30％。

金屬間化合物

高性能、高推重比航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制，促進(jìn)了金屬間化合物的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。如今金屬間化合物已經(jīng)發(fā)展成為多種多樣的族，它們一般都是由二元三元或多元素金屬元素組成的化合物。金屬間化合物在高溫結(jié)構(gòu)應(yīng)用方面具有巨大的潛力，它具有高的使用溫度以及比強(qiáng)度、導(dǎo)熱率，尤其是在高溫狀態(tài)下，還具有很好的抗氧化，搞腐蝕性和高的蠕變強(qiáng)度。另外由于金屬間化合物是處于高溫合金與陶瓷材料之間的一種新材料，它填補(bǔ)了這兩種材料之間的空檔，因而成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件的理想材料之一。

目前在航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中，致力于研究開(kāi)發(fā)的主要是以鈦鋁（TiAl、）和鎳鋁（）等為重點(diǎn)的金屬間化合物。這些鈦鋁化合物與鈦的密度基本相同，但卻有更高的使用溫度。例如和 TiAl的使用溫度分別為816℃和982℃。

金屬間化合物原子間的結(jié)合力強(qiáng)，晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造成了它的變形困難，在室溫下顯現(xiàn)出硬而脆的特點(diǎn)。目前經(jīng)過(guò)多年的試驗(yàn)研究，一種具有高溫強(qiáng)度和室溫塑性與韌性的新型合金已經(jīng)研制成功，并已裝機(jī)使用，效果很好。例如美國(guó)的高性能F119型發(fā)動(dòng)機(jī)的外涵機(jī)匣、渦輪盤(pán)都是采用的金屬間化合物，驗(yàn)證機(jī)F120型發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)葉片和盤(pán)均采用了新的鈦鋁金屬間化合物。

碳/碳復(fù)合材料

C/C基復(fù)合材料是近年來(lái)最受重視的一種更耐高溫的新材料。到目前為止，只有C/C復(fù)合材料是被認(rèn)為唯一可做為推重比20以上，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口溫度可達(dá)1930-2227℃渦輪轉(zhuǎn)子葉片的后繼材料，是美國(guó)21

世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的耐高溫材料，世界先進(jìn)工業(yè)國(guó)家竭力追求的最高目標(biāo)。

C/C基復(fù)合材料，即碳纖維增強(qiáng)碳基本復(fù)合材料，它把碳的難熔性與碳纖維的高強(qiáng)度及高剛性結(jié)合于一體，使其呈現(xiàn)出非脆性破壞。由于它具有重量輕、高強(qiáng)度，優(yōu)越的熱穩(wěn)定性和極好的熱傳導(dǎo)性，是當(dāng)今最理想的耐高溫材料，特別是在1000-1300℃的高溫環(huán)境下，它的強(qiáng)度不僅沒(méi)有下降，反而有所提高。在1650℃以下時(shí)依然還保持著室溫環(huán)境下的強(qiáng)度和風(fēng)度。因此C/C基復(fù)合材料在宇航制造業(yè)中具有很大的發(fā)展前途。

C/C基復(fù)合材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用的主要問(wèn)題是抗氧化性能較差，近幾年美國(guó)通過(guò)采取一系列的工藝措施，使這一問(wèn)題不斷得到解決，逐步應(yīng)用在新型發(fā)動(dòng)機(jī)上。例如美國(guó)的F119發(fā)動(dòng)機(jī)上的加力燃燒室的尾噴管，F(xiàn)100發(fā)動(dòng)機(jī)的噴嘴及燃燒室噴管，F(xiàn)120驗(yàn)證機(jī)燃燒室的部分零件已采用C/C基復(fù)合材料制造。法國(guó)的M88-2發(fā)動(dòng)機(jī)，幻影2000型發(fā)動(dòng)機(jī)的加力燃燒室噴油桿、隔熱屏、噴管等也都采用了C/C基復(fù)合材料。

飛機(jī)制造技術(shù)正沿著生產(chǎn)工藝依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)型向工藝模擬、仿真、實(shí)時(shí)監(jiān)控、智能化制造方向發(fā)展；零件加工成形連接技術(shù)向增量成形、高速切削、高能束加工、精密成形等低應(yīng)力、小變形、長(zhǎng)壽命結(jié)構(gòu)制造方向發(fā)展；從單個(gè)零件制造，向整體結(jié)構(gòu)制造技術(shù)及近無(wú)余量制造技術(shù)發(fā)展；飛機(jī)制造技術(shù)從手工勞動(dòng)、半機(jī)械化、機(jī)械化向數(shù)控化、柔性化、自動(dòng)化技術(shù)方向發(fā)展；從一般鋁合金結(jié)構(gòu)的制造向以鈦合金為代表的高性能輕合金結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制造技術(shù)方向發(fā)展；向材料制備與構(gòu)件成形同時(shí)制造發(fā)展；制造技術(shù)向信息化、數(shù)字化及設(shè)計(jì)/制造一體化方向發(fā)展，現(xiàn)代飛機(jī)制造技術(shù)正處在一個(gè)新的變革時(shí)代，它將為新一代飛機(jī)研制提供更先進(jìn)的技術(shù)。

通過(guò)這學(xué)期對(duì)航空航天博覽課的學(xué)習(xí)，我更加了解到飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度與斷裂的未來(lái)發(fā)展的形勢(shì)，對(duì)于材料的研究以及強(qiáng)度，剛度，穩(wěn)定性方面的分析是非常重要的，所以我一直努力的學(xué)好材料力學(xué)。爭(zhēng)取在這領(lǐng)域有所發(fā)展。

第三篇：大工13秋《船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物建造工藝》在線測(cè)試1,2,3

大工13秋《船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物建造工藝》在線測(cè)試1,2,3

大工13秋《船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物建造工藝》在線作業(yè)2 試卷總分：100

測(cè)試時(shí)間：--單選題

多選題

判斷題、單選題（共 5 道試題，共 30 分。）1.鋼材矯正屬于()。A.鋼材預(yù)處理 B.構(gòu)件邊緣加工 C.構(gòu)件成形加工 D.以上均不正確

滿分：6分

2.鋼材表面清理中的噴丸除銹屬于()。A.手工除銹 B.機(jī)械除銹 C.化學(xué)除銹 D.火焰除銹

滿分：6分

3.下列哪種胎架基面不平行于基線面，也不垂直于基線面，并且不垂直于肋骨剖面()。A.正切胎架 B.正斜切胎架 C.斜切胎架 D.斜斜切胎架

滿分：6分

4.斜刃龍門(mén)剪床的剪板**片長(zhǎng)為()。A.1.3-8.5cm B.1.5-8.3cm C.1.3-8.5m D.1.5-8.3m

滿分：6分

5.以下哪一項(xiàng)不是總段造船法的建造特點(diǎn)()。A.船臺(tái)裝焊工作量少 B.減少船體焊接總變形 C.船臺(tái)起重能力限制較大 D.適用于建造大型船舶

滿分：6分

大工13秋《船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物建造工藝》在線作業(yè)2 試卷總分：100

測(cè)試時(shí)間：--單選題

多選題

判斷題、多選題（共 5 道試題，共 30 分。）1.以下哪些屬于剪切工藝要求()。

A.根據(jù)構(gòu)件尺度和邊緣特征選擇合適的剪切機(jī)床

B.排列多個(gè)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)根據(jù)其排列情況預(yù)先確定剪切順序 C.根據(jù)構(gòu)件的厚度調(diào)整上下**片的間隙 D.根據(jù)構(gòu)件厚度選擇合適的割嘴

滿分：6分

2.以下關(guān)于含碳量對(duì)**色金屬燃點(diǎn)和熔點(diǎn)的影響說(shuō)法正確的有()。A.**色金屬的含碳量對(duì)其燃點(diǎn)和熔點(diǎn)的影響很大 B.鐵碳合金隨含碳量的增加，熔點(diǎn)升高、燃點(diǎn)降低 C.鐵碳合金隨含碳量的增加，熔點(diǎn)降低、燃點(diǎn)升高 D.含碳量達(dá)到0.7%時(shí)，鐵碳合金的熔點(diǎn)與燃點(diǎn)相同

滿分：6分

3.船體鋼料預(yù)處理的工藝流程包含以下哪幾項(xiàng)（）。A.矯正 B.除銹

C.焊接坡口加工 D.噴漆

滿分：6分

4.將矯平后的鋼板又將其加熱的目的有()。A.去除鋼板表面的水份

B.使氧化皮、銹斑疏松便于清除 C.可增強(qiáng)漆膜的附著性 D.以上均不正確

滿分：6分

5.下列關(guān)于氣割的工藝要求說(shuō)法正確的有()。A.割前應(yīng)根據(jù)構(gòu)件厚度選擇合適割嘴 B.大型構(gòu)件的切割先從長(zhǎng)邊開(kāi)始

C.同一張鋼板上切割不同尺寸的構(gòu)件時(shí)，先割小件，后割大件

D.同一張鋼板上切割不同形狀的構(gòu)件時(shí)，先割復(fù)雜構(gòu)件，后割簡(jiǎn)單構(gòu)件

滿分：6分

大工13秋《船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物建造工藝》在線作業(yè)2 試卷總分：100

測(cè)試時(shí)間：--單選題 多選題

判斷題、判斷題（共 10 道試題，共 40 分。）

1.島式建造法適用于建造船長(zhǎng)超過(guò)100m的大型船舶。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

2.鋼材預(yù)處理的目的是去除鋼板表面的水份，并使氧化皮、銹斑疏松便于清除。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

3.平臺(tái)可做設(shè)置胎架的基礎(chǔ)。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

4.型鋼平臺(tái)既可以用于拼板和裝焊平面分段，也可以作為胎架的基礎(chǔ)。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

5.手工機(jī)械除污包括電動(dòng)鋼刷除污和旋轉(zhuǎn)打磨除污。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

6.鋼板的任何一種變形都是**為鋼板的纖維組織長(zhǎng)短不均所致。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

7.甲板分段裝焊工藝中，一般采用專(zhuān)用胎架。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

8.乙炔氣體是氣割過(guò)程常用的燃?xì)庵?，其爆炸極限較窄。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

9.氧-乙炔切割是船體構(gòu)件邊緣加工中的化學(xué)切割法 A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

10.一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于含碳量大于0.7%的鋼，必須預(yù)熱到700-1000攝氏度時(shí)才能進(jìn)行氣割。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

大工13秋《船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物建造工藝》在線作業(yè)3 試卷總分：100

測(cè)試時(shí)間：--單選題

多選題

判斷題、單選題（共 5 道試題，共 30 分。）

1.焊條對(duì)焊件像劃火柴一樣引燃電弧稱(chēng)為()。A.垂直引弧法 B.劃動(dòng)引弧法 C.以上均不對(duì)

滿分：6分

2.當(dāng)兩板厚度差大于多少時(shí)，需將厚板邊緣加工成斜邊()。A.3mm B.4mm C.5mm D.6mm

滿分：6分

3.對(duì)接接頭中板厚尺寸范圍約為()時(shí)可不開(kāi)坡口，做卷邊對(duì)接接頭，中間不留間隙。A.大于3mm B.大于6mm C.小于3mm D.小于6mm

滿分：6分

4.熔渣應(yīng)有合適的熔點(diǎn)，一般藥皮或焊劑的熔點(diǎn)應(yīng)低于焊芯或焊絲的熔點(diǎn)多少攝氏度()。A.50-150 B.75-225 C.100-250 D.200-350

滿分：6分

5.金屬在室溫下，由于氫的存在使鋼的塑性、韌性顯著下降，而強(qiáng)度影響較小的現(xiàn)象稱(chēng)之為()。A.氫脆 B.白點(diǎn) C.氣孔 D.冷裂紋

滿分：6分

大工13秋《船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物建造工藝》在線作業(yè)3 試卷總分：100

測(cè)試時(shí)間：--單選題

多選題

判斷題、多選題（共 5 道試題，共 30 分。）1.焊條藥皮的主要成分為()。A.礦物質(zhì) B.金屬 C.有機(jī)物 D.化學(xué)制品

滿分：6分

2.對(duì)一般的焊接結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，焊接接頭一般考慮下列哪些**素()。A.硬度分布 B.力學(xué)性能 C.脆化傾向 D.斷裂韌性 E.疲勞性能

滿分：6分

3.以下關(guān)于平焊說(shuō)法正確的是()。

A.重力、表面張力等均有利于熔滴過(guò)渡 B.熔渣與鐵水配合好 C.焊縫形狀易控制 D.焊接可選較粗焊條

滿分：6分

4.下列哪些項(xiàng)屬于對(duì)接接頭的坡口形式()。A.不開(kāi)坡口 B.V形坡口 C.X形坡口 D.U形坡口

滿分：6分

5.低氫型堿性焊條采用直流反接產(chǎn)生的效果有()。A.焊接過(guò)程穩(wěn)定 B.飛濺大 C.飛濺小

D.焊縫熔深大 E.焊縫熔深小

滿分：6分

大工13秋《船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物建造工藝》在線作業(yè)3 試卷總分：100

測(cè)試時(shí)間：--單選題

多選題

判斷題、判斷題（共 10 道試題，共 40 分。）

1.一般情況下，焊接電流增大，熔池的最大深度增大，熔池的寬度相對(duì)減?。缓附与妷荷?，最大熔深減小，最大熔寬增大。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

2.焊接是通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，并輔以填充材料或不用填充材料而使焊件達(dá)到原子結(jié)合的一種加工方法 A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

3.手工電弧焊中能否得到優(yōu)質(zhì)焊縫，很大程度上取決于焊工的焊接技術(shù)。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

4.立焊不是最有利的焊接位置，通常采用大直徑焊條。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

5.一般來(lái)說(shuō)，鹽型熔渣氧化性較小，鹽-氧化物熔渣氧化性較大。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

6.將藥皮重量系數(shù)定義為藥皮重量/焊芯重量。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

7.焊接熱影響區(qū)的同一組織由于含碳量和合金元素含量的不同，硬度也不同。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

8.在焊接重要結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)在焊縫收尾處接出一塊引出板也叫引弧板，焊后將其割去，保證收尾處的焊接質(zhì)量 A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

9.船板焊接時(shí)，所有的構(gòu)件都可以采用雙面焊。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

10.所有對(duì)接焊縫均應(yīng)在其背面根部刨槽進(jìn)行封底焊。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

大工13秋《船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物建造工藝》在線作業(yè)1 試卷總分：100

測(cè)試時(shí)間：--單選題

多選題

判斷題、單選題（共 5 道試題，共 30 分。）1.繪制船體理論型線的第一步為()。A.繪制及光順外型線 B.繪制格子線 C.繪制橫剖線

D.繪制水線和縱剖線

滿分：6分

2.船體構(gòu)件展開(kāi)中用字母s來(lái)表示()。A.肋骨級(jí)數(shù) B.肋骨間距 C.級(jí)數(shù)伸長(zhǎng) D.肋骨彎度

滿分：6分

3.過(guò)上甲板中心線且垂直于設(shè)計(jì)水線面的平面應(yīng)稱(chēng)之為()。A.中縱剖面 B.中橫剖面 C.設(shè)計(jì)水線面 D.以上均不正確

滿分：6分

4.船體手工放樣的準(zhǔn)備工作包含幾項(xiàng)()。A.3 B.4 C.5 D.6

滿分：6分

5.成組技術(shù)屬于()。A.系統(tǒng)和區(qū)域?qū)?B.系統(tǒng)導(dǎo)向

C.區(qū)域、類(lèi)型和階段導(dǎo)向 D.以上均不正確

滿分：6分

大工13秋《船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物建造工藝》在線作業(yè)1 試卷總分：100

測(cè)試時(shí)間：--單選題

多選題

判斷題、多選題（共 5 道試題，共 30 分。）1.船體放樣的目的為()。A.光順船體曲表面 B.消除隱匿的型線缺陷 C.為后續(xù)工序提供施工資料

D.補(bǔ)充設(shè)計(jì)圖中尚未表達(dá)完整的內(nèi)容

滿分：6分

2.以下哪些屬于常用梁拱曲線的類(lèi)型()。A.拋物線 B.圓弧 C.折線 D.直線

滿分：6分

3.以下關(guān)于十字線法說(shuō)法正確的是()。A.屬于垂直準(zhǔn)線法 B.屬于測(cè)底線法 C.屬于撐線法 D.四邊形展開(kāi) E.三角形展開(kāi)

滿分：6分

4.手工放樣中的比例放樣是船體放樣常用方法，其比例通常選用()。A.1：5 B.1：10 C.1：50 D.1：100

滿分：6分

5.以下關(guān)于外板接縫線的排列說(shuō)法正確的是()。A.主要參照肋骨型線圖和外板展開(kāi)圖進(jìn)行 B.一般先排縱向接縫線，后排橫向接縫線 C.一般先排橫向接縫線，后排縱向接縫線

D.縱接縫線和縱向分段接縫線通常布置在1/4或3/4肋距處 E.橫接縫線和橫向分段接縫線通常布置在1/4或3/4肋距處

滿分：6分

大工13秋《船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物建造工藝》在線作業(yè)1 試卷總分：100

測(cè)試時(shí)間：--單選題

多選題

判斷題、判斷題（共 10 道試題，共 40 分。）1.詳細(xì)設(shè)計(jì)為生產(chǎn)設(shè)計(jì)依據(jù)。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

2.準(zhǔn)線法展開(kāi)船體縱向構(gòu)件的兩種方法是垂直準(zhǔn)線法展開(kāi)縱向構(gòu)件和測(cè)地線法展開(kāi)船體外板

A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

3.現(xiàn)代造船模式中，設(shè)計(jì)、工藝、管理三者分離。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

4.船體理論型線放樣和肋骨型線放樣均屬于船體放樣內(nèi)容。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分

5.比例放樣的缺點(diǎn)在于增大放樣臺(tái)面積，增加放樣工作勞動(dòng)強(qiáng)度。A.錯(cuò)誤 B.正確

滿分：4分 6.現(xiàn)代pB.正確

滿分：4分

第四篇：關(guān)于船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的分析

關(guān)于船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的分析

摘 要：在航運(yùn)業(yè)的不斷發(fā)展下，船舶的數(shù)量隨之增多。海上發(fā)生的事故很多是因船舶擱淺造成的。當(dāng)船舶發(fā)生事故后，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)受到影響，由此帶來(lái)嚴(yán)重的后果。目前，我國(guó)對(duì)船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的研究還不夠，而結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度是船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)理性設(shè)計(jì)中最后一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要進(jìn)一步研究。

關(guān)鍵詞：船舶；海洋工程；結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度；結(jié)構(gòu)損傷

中圖分類(lèi)號(hào)：U661.43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.083

船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的計(jì)算極其復(fù)雜，需要靠建立適當(dāng)?shù)拇w模型來(lái)實(shí)現(xiàn)。通常采用對(duì)船體模塊進(jìn)行有限元分析的方法來(lái)計(jì)算，但這種計(jì)算方法在實(shí)際運(yùn)用中存在一定的局限性。本文主要探討了在船舶與海洋工程中結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面需要注意的問(wèn)題，以進(jìn)一步分析極限強(qiáng)度，為海洋工程工作人員在這方面的研究提供幫助。結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度計(jì)算方法

在船舶與海洋工程的結(jié)構(gòu)理性設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的計(jì)算和分析是要求最高也最為復(fù)雜的環(huán)節(jié)。在實(shí)際中，通常利用對(duì)船體模型進(jìn)行有限元分析的方法測(cè)量船體模型的構(gòu)件屈曲和塑形變形等數(shù)據(jù)，從而得出比較精確的船體模型極限強(qiáng)度。然而，這種方法在實(shí)際運(yùn)用中工作量很大，且成本很高，因此，推廣程度不高。當(dāng)前，一種叫作“逐步破壞法”的計(jì)算方法則較為常用。該方法不僅可以減少計(jì)算工作量，還可以提高極限強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果的精確性。在船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的計(jì)算上，逐步破壞法主要具有以下兩方面的優(yōu)點(diǎn)：①將用于結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度計(jì)算與分析的船體模塊向橫向崩潰和縱向崩潰這兩種獨(dú)立的總崩潰模式轉(zhuǎn)化；②通過(guò)限制相關(guān)尺寸，確保相鄰的兩個(gè)橫向剛架縱向崩潰。逐步破壞法能夠讓船舶與海洋工程的船體模型橫向剛架的臨界分段在中垂或中拱過(guò)程中崩潰，將結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度計(jì)算向船體某一分段極限縱強(qiáng)度計(jì)算簡(jiǎn)化，不僅能確保計(jì)算結(jié)果的精確性，還能大大減少計(jì)算工作量。極限強(qiáng)度的分析計(jì)算

在提出船體結(jié)構(gòu)總縱極限強(qiáng)度的概念之后，對(duì)船體梁總縱極限強(qiáng)度分析有了越來(lái)越多的方法，主要有逐步破壞分析法、直接計(jì)算法和有限元法。

2.1 逐步破壞分析法

通過(guò)分析船體結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理，發(fā)現(xiàn)船體結(jié)構(gòu)的整體破壞實(shí)際上是一個(gè)逐步破壞的過(guò)程?；谄綌嗝婕僭O(shè)，構(gòu)件逐步破壞的增量曲率法，總結(jié)出可以利用橫剖面纖維的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系描述由屈曲和屈服引起的加筋板逐步破壞，并將后屈曲效應(yīng)納入考慮范圍。Smith通過(guò)非線性有限元對(duì)單元彈塑性大撓度分析來(lái)獲得單元平均應(yīng)力-平均應(yīng)變關(guān)系。這種方法的計(jì)算精度是由單元平均應(yīng)力-平均應(yīng)變關(guān)系的準(zhǔn)確性決定的。

2.2 直接計(jì)算法

Caldwell根據(jù)船體橫剖面的全塑性彎矩對(duì)船體總縱極限強(qiáng)度進(jìn)行了估算，利用受壓構(gòu)件承載能力的折減來(lái)解釋結(jié)構(gòu)屈曲的影響。這種方法沒(méi)有考慮當(dāng)加筋板單元承受的壓應(yīng)力超過(guò)其極限強(qiáng)度后的載荷縮短行為和截面應(yīng)力的重新分布，因此對(duì)船體結(jié)構(gòu)總縱極限強(qiáng)度值的估算一般過(guò)高。

2.3 有限元法

有限元法對(duì)任何加載類(lèi)型與結(jié)構(gòu)模型都適用。引入平板單元、梁?jiǎn)卧约罢桓飨虍愋园鍐卧?，不僅能夠分析結(jié)構(gòu)在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷作用下的極限狀態(tài)，還能夠?qū)蝹€(gè)結(jié)構(gòu)作整體響應(yīng)分析，并且將船體在扭矩、彎矩以及剪力聯(lián)合作用下的響應(yīng)納入考慮范圍。Kutt等利用這種方法計(jì)算和分析了4條船體按各種載荷狀態(tài)、不同的有限元模型的縱向極限強(qiáng)度，并在分析過(guò)程中考慮了屈曲、后屈曲及塑性效應(yīng)。船舶擱淺結(jié)構(gòu)損傷分析

3.1 船底肋板和扶強(qiáng)材的變形損傷

按照極限強(qiáng)度解析計(jì)算方法的假定，可以發(fā)現(xiàn)船舶的縱向構(gòu)件決定了其極限強(qiáng)度，因此，不需要過(guò)多地考慮船舶底部肋板和肋板上的扶強(qiáng)材的損傷變形，只需要關(guān)注它們?cè)谧冃芜^(guò)程中的能量耗散。肋板的變形分為中間和兩邊兩個(gè)部分。肋板中間部分受到礁石的直接作用而發(fā)生變形，兩邊部分也會(huì)受到波及而變形。船舶總的變形能可通過(guò)這兩部分變形能Efloor，central、Efloor，side疊加得到，而肋板扶強(qiáng)材的變形能Efs主要通過(guò)膜拉伸變形和塑性彎曲兩種形式耗散。

3.2 船舶外底板和縱骨的變形損傷

在船舶發(fā)生擱淺事故時(shí)，外底板縱骨的高度一般比礁石的撞擊深度要小，在礁石的沖擊擠壓下，縱骨受到直接作用達(dá)到完全塑形狀態(tài)，因而在船舶的極限強(qiáng)度中不發(fā)揮作用。由于縱骨失效，在解析計(jì)算過(guò)程中受損的船底外板也由原來(lái)的若干個(gè)縱向加筋板單元轉(zhuǎn)化為一塊橫向板單元。

3.3 船底縱桁和加強(qiáng)筋的變形損傷

船底縱桁垂向與內(nèi)外底板相連接并起到支撐作用。當(dāng)船舶發(fā)生擱淺事故時(shí)，船底縱桁受擠壓變形。通過(guò)“實(shí)際撞深下縱桁的變形能和垂直壓縮距離等于雙層底高度時(shí)縱桁的最大變形能的比值”來(lái)確定縱桁的損傷情況。載荷響應(yīng)預(yù)報(bào)和極限強(qiáng)度解析預(yù)報(bào)

在分析船舶結(jié)構(gòu)時(shí)，需要確定作用在船體上的載荷。因?yàn)檩d荷計(jì)算在很大程度上決定了結(jié)構(gòu)分析的精度。通常，船體上的波浪載荷分為總體載荷和局部載荷，其中，總體載荷指的是局部海水動(dòng)壓力的合力。另外，波浪還會(huì)引起沖擊力、甲板上浪的水壓力以及艙內(nèi)液體晃蕩力等載荷。總的來(lái)說(shuō)，分析波浪載荷對(duì)船體的極限強(qiáng)度計(jì)算有著很關(guān)鍵的作用。

在船體極限強(qiáng)度解析預(yù)報(bào)中，首先要將船體的橫剖面劃分為若干個(gè)小單元，其中，縱向加筋板單元是由一塊板和一根縱向加強(qiáng)筋構(gòu)成，橫向加筋板單元一般情況下只有一塊板，硬角單元通常是由兩塊不共面的板構(gòu)成。將各個(gè)單元?jiǎng)澐趾靡院?，利用CSR規(guī)范公式得出各個(gè)單元的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。結(jié)束語(yǔ)

出于對(duì)船舶安全性的考慮，要對(duì)船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度進(jìn)行進(jìn)一步的分析。運(yùn)用逐步破壞法分析船舶在擱淺時(shí)的損傷，并對(duì)極限強(qiáng)度進(jìn)行解析預(yù)報(bào)，從而加強(qiáng)對(duì)船體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1]于海洋，張世聯(lián)，喬遲，等.關(guān)于箱型梁結(jié)構(gòu)提高艦船艙內(nèi)爆炸后剩余縱向極限強(qiáng)度的可靠性評(píng)估[J].船舶力學(xué)，2014（03）：318-326.[2]李恒，郎元榮.船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度分析[J].科技資訊，2015（07）：68.[3]丁超，趙耀.船舶總縱極限強(qiáng)度后剩余承載能力有限元仿真方法研究[J].中國(guó)造船，2014（01）：54-64.〔編輯：劉曉芳〕

第五篇：公路隧道路面結(jié)構(gòu)與材料研究現(xiàn)狀及展望

公路隧道路面結(jié)構(gòu)與材料研究現(xiàn)狀及展望

摘 要：本文通過(guò)調(diào)研分析隧道內(nèi)氣候環(huán)境對(duì)路面結(jié)構(gòu)與材料的影響，分析隧道內(nèi)特殊氣候環(huán)境對(duì)路面結(jié)構(gòu)與材料的要求，綜述目前我國(guó)公路隧道內(nèi)路面結(jié)構(gòu)與材料的型式，論述隧道內(nèi)路面結(jié)構(gòu)的施工工藝與方法，針對(duì)目前公路隧道路面結(jié)構(gòu)與材料現(xiàn)狀，提出了今后的研究方向。關(guān)鍵詞：公路隧道 路面結(jié)構(gòu) 路面材料 研究及展望

1.前言

隨著我國(guó)公路建設(shè)的迅速發(fā)展，公路隧道不斷增多。據(jù)第二次全國(guó)公路普查統(tǒng)計(jì)，到’### 年底，全國(guó)已建公路隧道1684處，總長(zhǎng)達(dá)628km。

為了貫徹黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于西部大開(kāi)發(fā)的戰(zhàn)略決策，改變西部地區(qū)公路建設(shè)的落后面貌，交通部確定了加快西部建設(shè)發(fā)展的總體目標(biāo)，計(jì)劃利用20年的時(shí)間，基本形成布局合理、功能完善的公路運(yùn)輸服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，基本適應(yīng)西部地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，西部地區(qū)要建設(shè)1.26萬(wàn)公里的國(guó)道主干線、1.5萬(wàn)公里的八條省際公路大通道和22萬(wàn)公里的縣鄉(xiāng)公路。

由于西部地理環(huán)境特點(diǎn)，待建公路將向山區(qū)發(fā)展的趨勢(shì)，公路隧道無(wú)論數(shù)量、長(zhǎng)度都會(huì)有更多的增加，而且規(guī)模將越來(lái)越大，類(lèi)型（陸上、水下）將越來(lái)越多。面對(duì)這一繁重建設(shè)任務(wù)，但又經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱、建設(shè)資金匱乏的形勢(shì)，降低公路投資和維修造價(jià)（包括隧道路面）是西部地區(qū)許多省區(qū)迫切需要解決的問(wèn)題。

由于各方面的原因，我國(guó)對(duì)隧道路面結(jié)構(gòu)和材料的研究比較薄弱，隧道路面大多采用水泥混凝土路面，結(jié)構(gòu)型式單一，由于沒(méi)有針對(duì)不同隧道路面的特點(diǎn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)與材料的研究，已建的隧道水泥路面出現(xiàn)了諸如：剝落、斷板、接縫破壞、抗滑性能差、平整度低、噪聲大等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了隧道通行能力和使用性能。

因此，開(kāi)展隧道內(nèi)路面結(jié)構(gòu)與材料研究、調(diào)查、觀測(cè)和分析隧道內(nèi)氣候環(huán)境對(duì)路面結(jié)構(gòu)與材料的影響，分析隧道內(nèi)特殊氣候環(huán)境對(duì)路面結(jié)構(gòu)與材料的要求，研究公路隧道內(nèi)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與材料設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，研究隧道內(nèi)路面的施工工藝與質(zhì)量控制方法，以及隧道內(nèi)路面的修復(fù)技術(shù)，是十分必要和及時(shí)的。為此，交通部在’##’ 年西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目中列入了此項(xiàng)目的研究任務(wù)。

2.隧道內(nèi)環(huán)境對(duì)路面結(jié)構(gòu)與材料的影響

隧道內(nèi)是一個(gè)相對(duì)封閉、空間狹小的管狀環(huán)境。隧道內(nèi)沒(méi)有隧道外的日曬雨淋氣候，一般夏季隧道內(nèi)比洞外氣溫低，冬季氣溫較洞外高，全年氣溫相對(duì)穩(wěn)定，溫度變化幅度小，溫差??；但隧道內(nèi)濕度大，比較潮濕，地下水豐富。隧道內(nèi)空氣流動(dòng)性小，空氣易污染；隧道內(nèi)沒(méi)有日照，常年處于黑暗中，能見(jiàn)度低。因此，隧道內(nèi)路面與一般道路、橋面鋪裝結(jié)構(gòu)在使用環(huán)境上存在較大的差別，需深入調(diào)查、觀測(cè)和研究隧道內(nèi)氣候、環(huán)境對(duì)路面結(jié)構(gòu)和材料性能的影響。

2.1 隧道內(nèi)環(huán)境對(duì)路面結(jié)構(gòu)的影響

隧道內(nèi)沒(méi)有日曬雨淋對(duì)路面結(jié)構(gòu)的影響。隧道內(nèi)氣溫，一般夏季隧道內(nèi)比洞外氣溫低，冬季氣溫較洞外高，全年氣溫相對(duì)穩(wěn)定，溫度變化幅度小，溫差小，氣溫的年周期變化、日周期變化小，水泥混凝土路面板內(nèi)的溫度應(yīng)力也小，路面結(jié)構(gòu)的收縮變形小，不易開(kāi)裂。

隧道內(nèi)濕度大，比較潮濕，地下水豐富，易產(chǎn)生水損害和基礎(chǔ)唧泥，直接影響路面的使用性能與耐久性，尤其是瀝青路面。同時(shí)也影響到路表面的抗滑性能，不利于行車(chē)安全，對(duì)路表面的抗滑性能提出了更高要求。

2.2 隧道內(nèi)環(huán)境對(duì)路面材料的影響

隧道內(nèi)潮濕、地下水豐富，路面材料須有較好的水穩(wěn)定性，抗水損害的能力要強(qiáng)，同時(shí)要求材料的抗滑性能優(yōu)良，一般選用水泥混凝土路面；隧道內(nèi)交通噪聲大，路面材料最好具有吸收噪聲的功能，或者具有一定的減噪能力；隧道內(nèi)基礎(chǔ)強(qiáng)度不均勻，路面材料的整體強(qiáng)度很重要；隧道內(nèi)空間小，不利于大型機(jī)械化施工，路面須具有良好的施工性能。

2.3 隧道內(nèi)環(huán)境對(duì)路面施工的影響

隧道內(nèi)是一個(gè)相對(duì)封閉、空間狹小的管狀環(huán)境。隧道內(nèi)不利于大型施工機(jī)械作業(yè)，對(duì)需要大型施工設(shè)備的路面結(jié)構(gòu)不適合，同時(shí)給施工及養(yǎng)護(hù)造成困難，尤其養(yǎng)護(hù)作業(yè)時(shí)交通組織與交通安全維護(hù)問(wèn)題較大。

2.4 隧道內(nèi)環(huán)境對(duì)交通的影響

隧道內(nèi)管狀空間噪聲反射率高，交通噪聲嚴(yán)重；隧道內(nèi)廢氣污染嚴(yán)重，主要是汽車(chē)所排放的一氧化碳（CO）和柴油車(chē)所排放的煙霧，直接危害乘客的健康，且煙霧、塵土等又會(huì)使隧道內(nèi)能見(jiàn)度降低，影響行車(chē)速度與行車(chē)安全。

3.隧道內(nèi)環(huán)境對(duì)路面的要求

隧道內(nèi)是一個(gè)相對(duì)封閉、空間狹小的管狀環(huán)境，具有獨(dú)特的氣候環(huán)境，溫差小、濕度大、空氣污染嚴(yán)重、交通噪聲大等特點(diǎn)，對(duì)隧道內(nèi)路面結(jié)構(gòu)與材料提出了一些特殊的要求。

公路隧道內(nèi)路面由于特殊的氣候與環(huán)境，要求其結(jié)構(gòu)密實(shí)、路面平整、水穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高，并具有良好的抗滑性能、耐久性和抗磨耗性；不透水，抗水性好，有良好的排水系統(tǒng)；抗腐蝕能力強(qiáng)，漫反射率高，顏色明亮，易修補(bǔ)。

隧道路面材料一般按普通道路建筑材料的技術(shù)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)來(lái)要求和進(jìn)行材料組成設(shè)計(jì)，但隧道內(nèi)其特殊的氣候環(huán)境和功能要求，其材料性能指標(biāo)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)作一些調(diào)整和變動(dòng)，以適應(yīng)隧道路面的技術(shù)要求。

4.隧道內(nèi)路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型與材料

4.1 水泥混凝土路面

目前及多年來(lái)主要采用水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)型式，其主要優(yōu)點(diǎn)是：水穩(wěn)定性好，地下水對(duì)其影響??；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，承載能力強(qiáng)，耐久性好；顏色淺亮對(duì)照明有利。但水泥混凝土路面洞內(nèi)噪聲大，路面結(jié)構(gòu)接縫造成平整度相對(duì)較差，行車(chē)舒適程度不如瀝青路面，一般路面抗滑性能難以滿足技術(shù)要求；由于顏色淺，路面標(biāo)線與路面的對(duì)比度低，路面標(biāo)線的效果受到影響；水泥混凝土路面一旦損壞，養(yǎng)護(hù)維修困難，由于空間狹小、亮度低，不利于作業(yè)和交通組織。

隧道內(nèi)路面抗滑性能不足應(yīng)引起重視。山西晉城至陽(yáng)城高速公路中的牛王山隧道，長(zhǎng)1860m，雙洞、路面各寬8m，路線縱坡2.2%，水泥混凝土路面，1997年底建成通車(chē)。而南線混凝土路面抗滑性能急劇下降，表面構(gòu)造深度由竣工初期的0.72mm下降到1999年6月（一年半）的不足0.2mm，從外觀來(lái)看，路面橫向拉槽逐漸變淺或消失，表面光滑，手感油膩，呈鏡面現(xiàn)象；而交通事故大幅上升，1999年占全線交通事故的50%。養(yǎng)護(hù)單位采用縱向刻槽方式進(jìn)行抗滑能力的恢復(fù)，效果良好。

4.2 瀝青路面

以前隧道內(nèi)路面較少采用瀝青路面，由于隧道內(nèi)溫差小、潮濕，全年保持在一個(gè)較低、較恒定的溫度，如采用層鋪法或路拌法施工的瀝青表面處治、瀝青貫入式、乳化瀝青混合料等，一般不容易成型良好；潮濕的使用環(huán)境直接影響瀝青路面的使用性能與耐久性，容易產(chǎn)生水損壞，耐久性不如水泥混凝土路面；瀝青路面顏色黑，反射率低，直接影響路面的亮度（照明度），其優(yōu)點(diǎn)是平整度好、抗滑性能易保障、噪聲低，行車(chē)舒適、安全，且損壞維修方便，與路面標(biāo)線顏色對(duì)比強(qiáng)烈，利于高速公路中的分道行駛。

因此，《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 026-90）中，一般情況下，建議采用水泥混凝土路面。隧道內(nèi)干燥無(wú)水、施工方便時(shí)也可采用瀝青路面。

近年來(lái)，隨著我國(guó)公路建設(shè)的迅速發(fā)展，公路隧道越來(lái)越多，尤其是高速公路中的隧道建設(shè)，并對(duì)隧道路面的汽車(chē)行駛的安全性與舒適性、對(duì)隧道路面的表面抗滑性能和噪聲要求比一般公路隧道提出了更高的要求，特別是行車(chē)安全性、舒適性和環(huán)保上的要求。因此，一般小型機(jī)具施工的水泥混凝土路面難以滿足這方面的要求。

在國(guó)外大多數(shù)的公路隧道路面采用瀝青路面。在我國(guó)也有專(zhuān)家提出，一般公路隧道采用水泥混凝土路面，但高速公路隧道宜采用瀝青路面，特別是高性能的瀝青混合料，如SAC、SMA、OGFC等。如福建省章龍高速公路中的東家畬隧道，長(zhǎng)205m，路面結(jié)構(gòu)為：4cmSBS改性瀝青SMA-10+改性乳化瀝青粘層及自粘式玻璃纖維格柵+4cm改性瀝青AC-13+25cmC35水泥混凝土基礎(chǔ)+C10貧混凝土找平層，通過(guò)年半年的

通車(chē)運(yùn)行，效果良好。而旁邊的如山頭隧道的水泥混凝土路面，抗滑性能急劇下降，短短3個(gè)月時(shí)間發(fā)生了近20起交通事故。

4.3 連續(xù)配筋混凝土路面

美國(guó)最先使用連續(xù)配筋混凝土路面，早在1921年，在華盛頓特區(qū)修建了第一條連續(xù)配筋混凝土路面，以探索其工作原理與使用效果，隨后德克薩斯州、弗吉尼亞州、賓夕法尼亞州、馬里蘭州等地開(kāi)展了大規(guī)模的工程試驗(yàn)，得到了比較滿意的結(jié)果。現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范為1990年美國(guó)聯(lián)邦公路局（FHWA）頒發(fā)的剛性路面規(guī)范。在美國(guó)全國(guó)大量修建高速公路和機(jī)場(chǎng)道面時(shí)（州際公路與國(guó)防公路系統(tǒng)）大量采用了連續(xù)配筋混凝土路面，據(jù)統(tǒng)計(jì)，這種路面的總里程已超過(guò)32000km。經(jīng)過(guò)20多年的使用實(shí)踐，絕大部分路面完好無(wú)損。在亞洲，除日本之外，泰國(guó)于1988年在南北高速公路上鋪筑了150km的連續(xù)配筋混凝土路面，采用了英國(guó)交通部的設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在我國(guó)，由于連續(xù)配筋混凝土路面用鋼量較大，造價(jià)較高，一般公路建設(shè)中受投資的影響極少采用，2000年以前，僅在江蘇省的鹽城和鎮(zhèn)江等兩地各修筑了1km的試驗(yàn)工程?，F(xiàn)行《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ012—94）也只建議在高速公路與一級(jí)公路建設(shè)中使用。規(guī)范提出的連續(xù)配筋混凝土路面設(shè)計(jì)方法主要參考國(guó)外的設(shè)計(jì)方法和試驗(yàn)路的成果，同時(shí)，規(guī)范也指出許多問(wèn)題有待深入研究。2002年湖南省耒宜高速公路建設(shè)有限公司在京珠主干線湖南耒陽(yáng)至宜章段修筑了44km的連續(xù)配筋混凝土路面，通過(guò)近一年的使用，目前狀況良好，行車(chē)性能舒適。

由于連續(xù)配筋混凝土路面是一種在路面的縱向配置了足夠的鋼筋，取消了橫向接縫的路面形式，它對(duì)減少路面水損害破壞，改善隧道路面的使用品質(zhì)有明顯的成效。5.隧道內(nèi)路面施工特點(diǎn)

隧道內(nèi)空間狹小、亮度低、空氣潮濕，對(duì)施工操作不利，目前隧道內(nèi)水泥混凝土路面大多采用小型機(jī)具施工，無(wú)法滿足平整度的要求，而且施工質(zhì)量控制困難。目前迫切需要研究采用大型施工機(jī)械進(jìn)行隧道內(nèi)水泥混凝土路面與熱拌熱鋪瀝青混凝土路面的施工技術(shù)與質(zhì)量保障措施。6.隧道內(nèi)路面結(jié)構(gòu)與材料研究展望

我國(guó)是一個(gè)多山的國(guó)家，2-3左右的國(guó)土是山地或重丘，在公路建設(shè)中，公路隧道從無(wú)到有，從短到長(zhǎng)，從簡(jiǎn)單“土洞”到設(shè)備功能齊全的現(xiàn)代化隧道。近年來(lái)，隨著我國(guó)高等級(jí)公路的發(fā)展，公路隧道建設(shè)的規(guī)模越來(lái)越大，通過(guò)這些隧道的實(shí)踐，推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，交通部門(mén)有關(guān)單位近年來(lái)圍繞工程實(shí)際問(wèn)題開(kāi)展科學(xué)研究，取得了系列研究成果，但對(duì)隧道內(nèi)路面研究不多，而隧道內(nèi)路面的好壞直接影響到隧道的使用質(zhì)量與使用效果。因此，有必要對(duì)隧道內(nèi)路面開(kāi)展更深入的研究，更好地提高隧道內(nèi)路面行車(chē)舒適性、行車(chē)安全與通行能力，應(yīng)在以下幾個(gè)方面更好地開(kāi)展研究工作。

1）采用先進(jìn)的電子測(cè)試技術(shù)和無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)隧道內(nèi)氣候、環(huán)境和路面使用性能進(jìn)行周期性觀測(cè)與調(diào)查，全面掌握隧道內(nèi)氣候、環(huán)境的特點(diǎn)及其變化規(guī)律，結(jié)合平面溫度場(chǎng)和三維溫度場(chǎng)等理論，采用非線性有限元分析方法，在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，把握其對(duì)隧道路面結(jié)構(gòu)與材料的影響程度。

2）應(yīng)用連續(xù)配筋混凝土路面提高高速公路隧道路面的整體強(qiáng)度、耐久性和行車(chē)舒適性能，以滿足高速公路以及隧道路面對(duì)路面結(jié)構(gòu)的功能要求。

3）采用混凝土板斜接縫、不等距刻槽、滑模攤鋪施工技術(shù)提高水泥混凝土路面表面的抗滑性能、平整度與降低噪聲水平；采用高性能減噪瀝青混合料，提高瀝青路面表面構(gòu)造深度，降低行車(chē)噪聲，提高行車(chē)舒適性能。

4）應(yīng)用水泥混凝土、連續(xù)配筋混凝土、鋼筋混凝土、貧混凝土基層提高隧道內(nèi)瀝青路面的整體強(qiáng)度，減薄路面結(jié)構(gòu)總厚度，滿足隧道內(nèi)施工上的要求。

5）研究隧道內(nèi)路面結(jié)構(gòu)的綜合防排水技術(shù)措施。

6）利用室內(nèi)大型直道疲勞試驗(yàn)和先進(jìn)的$%&’ 瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行路面新材料和新結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)合理論分析，提出隧道內(nèi)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

針對(duì)目前公路隧道路面結(jié)構(gòu)與材料現(xiàn)狀，提出今后的研究方向，供我國(guó)公路隧道尤其是西部地區(qū)公路隧道的建設(shè)及養(yǎng)護(hù)參考，以提高隧道路面使用性能、使用壽命及服務(wù)水平，降低行車(chē)噪聲和養(yǎng)護(hù)成本，提高公路隧道運(yùn)營(yíng)的安全與綜合效益。結(jié)論

應(yīng)在深入調(diào)查、觀測(cè)和研究氣候、環(huán)境對(duì)隧道內(nèi)路面結(jié)構(gòu)和材料的影響基礎(chǔ)上，以實(shí)體工程為依托，通過(guò)調(diào)研、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、室內(nèi)外試驗(yàn)、工后觀測(cè)和理論分析，結(jié)合新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝、新技術(shù)等的應(yīng)用研究，科學(xué)、系統(tǒng)地提出隧道路面結(jié)構(gòu)合理型式、合理厚度和結(jié)構(gòu)組合，提出隧道路面材料設(shè)計(jì)指標(biāo)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提出隧道路面結(jié)構(gòu)施工工藝以及隧道舊路面的修復(fù)技術(shù)，用以指導(dǎo)我國(guó)公路隧道尤其是西部地區(qū)公路隧道的建設(shè)及養(yǎng)護(hù)，提高隧道路面使用性能、使用壽命及服務(wù)水平，降低行車(chē)噪聲和養(yǎng)護(hù)成本，提高公路隧道運(yùn)營(yíng)的安全與綜合效益。

參考文獻(xiàn)

1.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ 02-90）［S］.北京：人民交通出版社，1990 2.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（JTJ042-94）［S］.北京：人民交通出版社，1994 3.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTJ 001-98）［S］.北京：人民交通出版社，1998 4.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路隧道勘測(cè)規(guī)程（JTJ 063-85）［S］.北京：人民交通出版社，1985 5.黃成光.公路隧道施工［M］.北京：人民交通出版社，2001 6.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ 014-97）［S］.北京：人民交通出版社，1997 7.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 032-94）［S］.北京：人民交通出版社，1994 8.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ 012-94）［S］.北京：人民交通出版社，1994 9.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 034-2000）［S］.北京：人民交通出版社，2000 10.鄧學(xué)鈞，陳榮生編著.剛性路面設(shè)計(jì)［M］.北京：人民交通出版社，1993 11.（美）黃仰賢著，余定選齊誠(chéng)譯.路面分析與設(shè)計(jì)［M］.北京：人民交通出版社，1998.5 12.蔣樹(shù)屏.我國(guó)公路隧道工程技術(shù)的現(xiàn)狀及展望［J］.中國(guó)公路學(xué)會(huì)2001 年學(xué)術(shù)交流論文集，北京：中國(guó)公路雜志社，2001.9 13.吳德興等.浙江公路隧道建設(shè)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展［J］.中國(guó)公路學(xué)會(huì)2001年學(xué)術(shù)交流論文集，北京：中國(guó)公路雜志社，2001.9 14.W.O.Hadley, SHRP-LTPP overview: Five-year report, SHRP-P-416, 1994 15.A.C.Collop, D.Cebon, Parametric study of factors affecting flexible pavement performance, Journal of Transportation Engineering, Vol.121(6),1995 16.L.Frechette, Continuation of the C-LTPP projectk: A strategic plan 1994-1999, Proceedings of International Road Federation Conference and Exposition, Calgary, Alberta, 1994 17.FHWA, Long-tem pavement performance: Staus report, FHWA-RD-98-063m1998 18.FHWA, Research and technology program 1996-2000: A summary of FHW As research and technology progyam, FHWA-RD-96-094,1996 19.proceedings of the 6th International Symposium on Create Roads, Oct,1990 20.U.S.Department of Transportation, Specifications of Rigid Pavement, FHWA, 1990 21.American National Research Council, Synthesis of Current and Projected Concrete Highway Technology, SHRP-C-345, 1993 22.American National Research Council, Evaluation of the AASHTO Design Equations and Recommended Improvements, SHRP-P-394, 1994 23.沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預(yù)防［M］.北京：人民交通出版社，2001.5 24.American National Highway Institute, Pavement Analysis and Design Checks-Participant’s Manual, FHWA-HI-95-021, Aug.1997

25.張補(bǔ)才.牛王山隧道混凝土路面防滑處治技術(shù)［J］.山西交通科技，2001.4