本文關鍵詞：含非均勻點蝕損傷船體板的極限強度研究

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【摘要】：海洋環(huán)境中腐蝕損傷對船體結構極限承載力的強大破壞性無法規(guī)避。隨著高強度鋼板的廣泛應用,船體板架結構的失穩(wěn)現(xiàn)象更加突出,而腐蝕對結構材料的侵蝕進一步導致船體板發(fā)生屈曲失效。因此,準確評估含腐蝕損傷船體板的屈曲極限強度對保證結構安全性、延長在役船舶的壽命具有重要現(xiàn)實意義。目前,國內外現(xiàn)有的極限強度評估方法普遍忽略腐蝕位置分布的影響。然而,非均勻局部點蝕形貌在實船構件上并不罕見,而且因其具有隱蔽性、突發(fā)性、強破壞性等特點,時常導致始料未及的重大事故。因此,本文以高強度鋼板為研究對象,旨在研究腐蝕位置分布對板極限強度的影響,通過采用非線性有限元的數(shù)值模擬方法,探究板在不同載荷形式下其極限強度折減因子在多種腐蝕位置分布下的變化規(guī)律。本文的研究工作主要包括： (1)建立非均勻點蝕損傷的有限元模型,最大限度地降低模型與實際結構的差距以及數(shù)值計算的不確定性； (2)分別計算板在單向壓載與雙向壓載工況下各類腐蝕位置分布的極限強度折減因子,確定局部腐蝕板的危險區(qū)域；(3)對腐蝕位置影響程度進行參數(shù)化研究,確定長寬比、柔度、腐蝕參數(shù)、載荷比等特征值對不同腐蝕位置類型的影響； (4)確定塊狀類局部腐蝕的模態(tài)分布,對板不同位置的折減因子進行等級區(qū)分； (5)通過數(shù)值擬合,確定各腐蝕分布類型下板折減因子的評價參數(shù),建立計算公式與分區(qū)等級表,形成非均勻點蝕板在特定評估范圍內的極限強度評估方法�；谏鲜鲅芯抗ぷ�,本文獲悉單向壓載下板的短邊邊界單邊發(fā)生局部腐蝕最為危險,而雙向壓載板則隨著載荷比的增大其危險區(qū)域由邊界轉變至板的中部。依據(jù)不同腐蝕位置分布對應的評價參數(shù)以及分區(qū)等級表,本文提出的評估方法可以簡單、有效地評價特定范圍內的極限強度,完成了從定性分析到定量分析的轉換,對實際的工程化評估方法具有重要參考價值。
【關鍵詞】：非均勻點蝕 腐蝕位置 極限強度 屈曲 評估方法
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U661.43
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-49
• 1.1 課題研究的背景和意義9-15
• 1.1.1 腐蝕損傷的危害9-10
• 1.1.2 腐蝕損傷對結構極限強度的影響10-11
• 1.1.3 非均勻腐蝕損傷的特點11-14
• 1.1.4 本文研究的意義14-15
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀15-46
• 1.2.1 板的極限強度研究方法15-16
• 1.2.2 無損傷板的極限強度計算公式16-20
• 1.2.3 極限強度的影響因素研究20-36
• 1.2.4 非均勻腐蝕位置對板極限強度的影響研究36-41
• 1.2.5 考慮腐蝕損傷影響的極限強度評估方法41-46
• 1.3 現(xiàn)有研究工作的綜合評述46-48
• 1.4 論文研究工作的研究目的和研究內容48-49
• 2 非均勻點蝕損傷板模型的確立49-67
• 2.1 有限元模型49-55
• 2.1.1 幾何模型49-50
• 2.1.2 基本尺寸標定50-52
• 2.1.3 單元類型52-53
• 2.1.4 材料屬性53-55
• 2.2 載荷與邊界條件的確定55-56
• 2.3 初始缺陷的施加56-58
• 2.3.1 初始變形56-57
• 2.3.2 殘余應力57-58
• 2.4 非均勻點蝕模型的確定58-62
• 2.4.1 蝕坑形狀的確定58-62
• 2.4.2 單雙面腐蝕分布62
• 2.5 腐蝕影響因素的參數(shù)設定62-64
• 2.6 模型驗證64-66
• 2.6.1 網(wǎng)格收斂性驗證64
• 2.6.2 程序驗證64-66
• 2.7 本章小結66-67
• 3 非均勻腐蝕位置對板縱向抗壓極限強度的影響67-93
• 3.1 局部腐蝕位置對板極限強度的影響67-74
• 3.1.1 局部腐蝕位置的分類67-69
• 3.1.2 不同腐蝕位置的極限強度對比69-74
• 3.2 腐蝕位置影響程度的參數(shù)化研究74-87
• 3.2.1 長寬比74-80
• 3.2.2 柔度80-81
• 3.2.3 腐蝕體積比81-84
• 3.2.4 點蝕密集度和腐蝕深度比84-87
• 3.3 塊狀類腐蝕的強度折減因子模態(tài)87-90
• 3.4 腐蝕區(qū)域長寬比的影響90-91
• 3.5 本章小結91-93
• 4 雙向壓載工況下極限強度的影響因素研究93-100
• 4.1 計算模型典型工況的參數(shù)設定93
• 4.2 局部腐蝕位置對極限強度折減因子的影響93-95
• 4.3 雙向壓載下極限強度折減因子的模態(tài)分布95-96
• 4.4 載荷比參數(shù)的影響96
• 4.5 雙軸載荷交互作用曲線96-98
• 4.6 腐蝕區(qū)域長寬比的影響98
• 4.7 本章小結98-100
• 5 非均勻點蝕損傷板的極限強度評估方法100-109
• 5.1 評估范圍100
• 5.2 局部腐蝕板的折減因子評估法100-107
• 5.2.1 各腐蝕類型的極限強度折減因子計算公式101-105
• 5.2.2 塊狀類局部腐蝕板的分區(qū)等級設定105-106
• 5.2.3 局部腐蝕板的極限強度評估方法106-107
• 5.3 方法對比與應用分析107-108
• 5.4 本章小結108-109
• 結論109-111
• 總結109-110
• 展望110-111
• 參考文獻111-117
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況117-118
• 致謝118-119

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