使用相互作用积分法讨论了不同的裂纹初始角度对球形压力容器裂纹尖端的应力强度因子与J积分的影响。结果表明在同一裂纹初始角度β下,Ⅰ型应力强度因子KⅠ、Ⅱ型应力强度因子KⅡ随着裂纹尺寸比2a/h的增大而增大;在不同的β下,KⅠ、KⅡ随着2a/h的变化趋势相同;当β增大时,KⅠ增大,KⅡ先增大后减小,J积分、等效应力强度因子Ke随之增大,且KⅠ在Ke的变化规律中起决定作用。

为解决工程结构中裂纹补强板塞焊孔的设计参数优化问题,使用有限元法计算裂纹尖端的J积分值,以此分析补强板的塞焊孔直径、间距及数量等设计参数对裂纹补强性能的影响。结果表明,在国家标准(GB50661-2011)规定的范围内,塞焊孔之间的间距越小,塞焊孔直径越大,补强板的补强性能越好。对于确定的裂纹,在裂纹两端沿裂纹方向增加塞焊孔,可提高补强板的补强性能,并且在裂纹两端各增加3列时,补强性能达到最大值;而在垂直裂纹方向增加塞焊孔,会使补强板的补强性能减弱。

利用线弹性断裂力学对表面裂纹和浅埋裂纹的边界干涉效应进行考察,结果表明,在缺陷失效评定规范中,采用a/t≤0.7和p/a≤0.8来分别作为表面裂纹和浅埋裂纹的再表征指标是合适的,具有一定安全裕量。