摘要: 建立顶板与U肋有限元模型,采用扩展有限元模拟顶板弯曲荷载与U肋变形次应力作用下的水平裂纹,计算裂纹在不同作用下的应力特征及应力强度因子,对比开裂前后顶板与U肋焊缝的应力分布变化。计算止裂孔位于裂纹或其延长线相切时,不同止裂孔位置下的顶板焊趾与U肋焊趾的应力变化,对比止裂孔外侧应力,确定合理的止裂孔位置。通过实桥测试,确定钻孔止裂对缓解水平裂纹应力集中的作用。结果表明:水平裂纹在承受顶板弯曲荷载作用时,表现为张开型与撕开型的复合裂纹,在受到U肋变形产生的次应力作用时,主要表现为张开型裂纹。钻孔止裂可以缓解水平裂纹的二次开裂,为了避免钻孔后顶板焊趾与U肋焊趾应力集中,减少裂纹扩展母材的削弱,建议止裂孔边缘恰好与裂纹尖端相切。