《表2 X56管道的疲劳裂纹扩展试验参数》

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《X56海底管道在腐蚀环境下疲劳裂纹扩展过程预测》

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疲劳试验分别在空气和海水环境中进行，海水为海底管道所处的渤海海水。在进行预制裂纹之前海水试样均在海水中浸泡了24 h以上。空气和海水环境中的所有FCG试验均采用正弦波加载，应力比为0.1。值得指出的是:管道在海浪环境下的应力比可能为负值，但研究发现，与R=-1相比，应力比R=0.1时，C（T）试样有较大的疲劳裂纹扩展速率[19-21]。因此，本研究采用应力比R=0.1作为参数进行试验得出的结果与实际工程相比，疲劳裂纹扩展速率较大，寿命预测较为保守。另外，加载频率f对疲劳裂纹扩展试验的影响因环境而异。通常情况下，海浪的频率在0.3～0.5 Hz之间，为了尽可能近似模拟真实海水环境并兼顾效率问题，海水环境中的加载频率选用0.5 Hz。研究发现，空气环境中，加载频率f对钢的FCG速率的影响可以忽略不计[21-23]。因而空气中的疲劳裂纹扩展试验在室温下以10 Hz的频率进行。最大加载荷载Pmax的值不宜过大，使裂纹尖端处于小范围屈服范围内，以满足线弹性断裂力学的要求；其次，荷载也不宜过小，应保证产生的应力强度因子幅值ΔK大于应力强度因子门槛值ΔKth。试验加载频率（f）、初始裂纹长度（a0）、最终裂纹长度（af）、最大加载载荷（Pmax）、应力比（R）以及波形等试验参数的选取如表2所示。