本文關(guān)鍵詞：海洋工程結(jié)構(gòu)的腐蝕疲勞壽命評(píng)估方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)服役期間,結(jié)構(gòu)物會(huì)遭受腐蝕與疲勞的聯(lián)合作用,二者之間有著明顯的相互促進(jìn)作用。然而,目前人們?nèi)詫⒏g問題與疲勞問題單獨(dú)考慮或者簡(jiǎn)單疊加,忽略腐蝕疲勞的本質(zhì),帶來的普遍問題是疲勞強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果誤差難以控制,甚至存在數(shù)量級(jí)的誤差。 由于實(shí)驗(yàn)室無法模擬復(fù)雜的海洋環(huán)境,因此只有實(shí)海掛片腐蝕數(shù)據(jù)才能應(yīng)用于實(shí)際工程結(jié)構(gòu)。本文對(duì)8種海洋工程用鋼實(shí)海掛片腐蝕數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,其腐蝕深度與暴露時(shí)間符合冪函數(shù)模型；通過電化學(xué)實(shí)驗(yàn)及對(duì)腐蝕控制因素的分析,論證實(shí)海掛片腐蝕數(shù)據(jù)在有應(yīng)力條件下應(yīng)用的可行性；基于腐蝕熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)方程,分析金屬的力學(xué)化學(xué)效應(yīng),建立考慮力學(xué)因素的新型非線性腐蝕模型。 譜分析方法是目前船舶與海洋工程領(lǐng)域常用的疲勞強(qiáng)度評(píng)估方法。本文結(jié)合ABS規(guī)范推薦的譜分析方法以及新型非線性腐蝕模型,提出一種評(píng)估海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕疲勞損傷的新方法。整個(gè)評(píng)估過程中需要根據(jù)腐蝕損傷對(duì)有限元模型進(jìn)行不斷修正,本文基于ANSYS有限元分析軟件,采用APDL及MATLAB編程語言對(duì)評(píng)估過程進(jìn)行參數(shù)化及模塊化編程,開發(fā)了一套海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕疲勞評(píng)估軟件。本軟件考慮了實(shí)際工程中可能出現(xiàn)評(píng)估區(qū)域板厚及腐蝕類型不一致等復(fù)雜情況,具有一定的通用性。 本文提出的評(píng)估方法是以腐蝕疲勞機(jī)理為基礎(chǔ),考慮疲勞與腐蝕的耦合作用,更接近于工程實(shí)際情況。采用新方法計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)疲勞損傷與采用不考慮力學(xué)因素腐蝕模型的計(jì)算結(jié)果比較發(fā)現(xiàn),隨著腐蝕年限的增加,二者相差越來越明顯。因此,對(duì)于服役期長(zhǎng)且結(jié)構(gòu)整體應(yīng)力水平較高的海洋工程結(jié)構(gòu)來說,采用新方法能夠更準(zhǔn)確的評(píng)估其腐蝕疲勞壽命。
【關(guān)鍵詞】：腐蝕疲勞 耦合作用 力學(xué)化學(xué)效應(yīng) 譜分析方法 腐蝕模型 評(píng)估軟件
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：U661.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文的主要工作內(nèi)容12-14
• 2 海洋工程用鋼在海水中腐蝕機(jī)理和規(guī)律研究14-22
• 2.1 海洋工程用鋼腐蝕數(shù)據(jù)的來源14
• 2.2 海洋工程用鋼在海水全浸區(qū)腐蝕規(guī)律14-15
• 2.2.1 海洋工程用鋼的介紹14
• 2.2.2 海洋工程用鋼的腐蝕類型及機(jī)理14-15
• 2.3 海洋工程用鋼在海水中腐蝕動(dòng)力學(xué)規(guī)律研究及物理數(shù)學(xué)模型的建立15-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 3 海洋工程用鋼腐蝕疲勞機(jī)理研究22-27
• 3.1 腐蝕疲勞機(jī)理與影響因素概述22
• 3.2 應(yīng)變腐蝕電池模型的建立22-26
• 3.3 本章小結(jié)26-27
• 4 考慮應(yīng)力因素的腐蝕物理數(shù)學(xué)模型的建立27-35
• 4.1 實(shí)海掛片腐蝕數(shù)據(jù)在有應(yīng)力條件下應(yīng)用的可行性27-31
• 4.1.1 腐蝕速度的控制步驟27-29
• 4.1.2 外力加速海洋工程用鋼在海水中的腐蝕速率29-31
• 4.2 建立考慮力學(xué)因素的腐蝕數(shù)學(xué)模型31-34
• 4.3 本章小結(jié)34-35
• 5 不同腐蝕模型下焊接結(jié)構(gòu)熱點(diǎn)應(yīng)力變化規(guī)律35-46
• 5.1 有限元數(shù)值分析方法概述35-36
• 5.2 平面應(yīng)變單元焊接接頭模型36-40
• 5.2.1 有限元模型建立36
• 5.2.2 網(wǎng)格尺寸對(duì)熱點(diǎn)應(yīng)力的影響36-39
• 5.2.3 考慮腐蝕因素的熱點(diǎn)應(yīng)力變化39-40
• 5.3 變厚度殼單元焊接接頭40-44
• 5.3.1 實(shí)體模型的建立40-42
• 5.3.2 考慮腐蝕因素的熱點(diǎn)應(yīng)力變化42-43
• 5.3.3 腐蝕疲勞壽命計(jì)算43-44
• 5.4 計(jì)算結(jié)果分析44-45
• 5.5 本章小結(jié)45-46
• 6 不同腐蝕模型下船體結(jié)構(gòu)腐蝕疲勞強(qiáng)度評(píng)估46-60
• 6.1 疲勞強(qiáng)度評(píng)估方法的選取46-47
• 6.2 海況的確定47-49
• 6.3 波浪譜的確定49-50
• 6.4 疲勞評(píng)估區(qū)域的選取及精細(xì)有限元模型的建立50-52
• 6.5 不同腐蝕模型的選取52-53
• 6.6 應(yīng)力響應(yīng)函數(shù)及各階響應(yīng)譜矩53-57
• 6.7 S～N曲線的確定57
• 6.8 疲勞累積損傷計(jì)算及疲勞強(qiáng)度評(píng)估57-59
• 6.9 本章小結(jié)59-60
• 7 工程化評(píng)估軟件60-65
• 7.1 軟件功能介紹60-61
• 7.2 軟件關(guān)鍵技術(shù)及測(cè)試61-62
• 7.3 軟件使用說明62-64
• 7.4 本章小結(jié)64-65
• 8 結(jié)論與展望65-66
• 8.1 結(jié)論65
• 8.2 展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 附錄A 應(yīng)力響應(yīng)函數(shù)曲線圖匯總70-78
• 附錄B 疲勞損傷累積公式推導(dǎo)78-80
• 基金項(xiàng)目信息80-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況81-82
• 致謝82-83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 崔維成,蔡新剛,冷建興;船舶結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度校核研究現(xiàn)狀及我國(guó)的進(jìn)展[J];船舶力學(xué);1998年04期

2 王燕舞;崔維成;;考慮腐蝕影響的船舶結(jié)構(gòu)可靠性研究現(xiàn)狀與展望[J];船舶力學(xué);2007年02期

3 黃桂橋;碳鋼在我國(guó)不同海域的海水腐蝕行為[J];腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù);2001年02期

4 賈安東;張彥華;葉建敏;;海上平臺(tái)管節(jié)點(diǎn)焊接接頭 海水腐蝕疲勞壽命的試驗(yàn)研究[J];中國(guó)海上油氣(工程);1991年02期

5 薛以年;徐紀(jì)林;李禾;李延蘋;;焊接鋼接頭的海水腐蝕疲勞試驗(yàn)研究[J];海洋工程;1987年02期

6 劉大揚(yáng),李文軍,魏開金;鋼在南海榆林海域暴露16年的腐蝕[J];艦船科學(xué)技術(shù);2001年02期

7 張正貴,張波,韓恩厚,黃雨華;應(yīng)力與腐蝕因素對(duì)連接件腐蝕疲勞壽命交互作用的研究[J];機(jī)械強(qiáng)度;2001年02期

8 王儉秋，李勁，柯偉;A537鋼在3．5％NaCl溶液中低周腐蝕疲勞的裂紋萌生[J];金屬學(xué)報(bào);1996年06期

9 方華燦,段夢(mèng)蘭,徐興平;腐蝕條件下平臺(tái)樁腿疲勞損傷壽命的預(yù)測(cè)[J];石油機(jī)械;2003年04期

10 朱相榮,黃桂橋,林樂耘,劉大揚(yáng),金威賢,林志堅(jiān);金屬材料長(zhǎng)周期海水腐蝕規(guī)律研究[J];中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào);2005年03期

  本文關(guān)鍵詞：海洋工程結(jié)構(gòu)的腐蝕疲勞壽命評(píng)估方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：377861