本文關(guān)鍵詞：海上風(fēng)力機(jī)塔筒腐蝕疲勞壽命分析

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【摘要】：海上風(fēng)力機(jī)塔筒作為海上風(fēng)力機(jī)的重要組成部分,長(zhǎng)期暴露在復(fù)雜多變的海洋腐蝕環(huán)境中,同時(shí)還要受到海上強(qiáng)風(fēng)載荷、波浪沖擊載荷等環(huán)境載荷以及風(fēng)力機(jī)在運(yùn)行過程中的動(dòng)力載荷作用。因此對(duì)海上風(fēng)力機(jī)塔筒的腐蝕疲勞壽命進(jìn)行分析很有必要。本文以某海域2.5MW海上風(fēng)力機(jī)處在浪花飛濺區(qū)的塔筒為研究對(duì)象,從腐蝕疲勞的微觀機(jī)理出發(fā),對(duì)海上風(fēng)力機(jī)塔筒在浪花飛濺區(qū)的壽命進(jìn)行了分析。主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:(1)從點(diǎn)蝕加速裂紋成核的機(jī)理出發(fā),在點(diǎn)蝕坑為半球型以及點(diǎn)蝕起始于光滑表面的假設(shè)下,結(jié)合腐蝕電化學(xué)理論以及點(diǎn)蝕在演化過程中應(yīng)變能和表面能的變化,提出了一種確定腐蝕疲勞裂紋成核臨界點(diǎn)蝕深度的新方法以及估計(jì)腐蝕疲勞裂紋成核壽命的模型。并用此模型對(duì)海風(fēng)力機(jī)塔筒在浪花飛濺區(qū)的腐蝕疲勞裂紋成核壽命進(jìn)行了分析,得到其腐蝕疲勞成核壽命為1.06年。(2)通過對(duì)海上風(fēng)力機(jī)塔筒的腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展機(jī)理進(jìn)行分析,利用現(xiàn)有的把腐蝕疲勞看成機(jī)械與環(huán)境因素交互作用的結(jié)果,考慮陽極溶解降低腐蝕疲勞裂紋尖端金屬自由能影響腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展的模型。對(duì)海上風(fēng)力機(jī)塔筒在浪花飛濺區(qū)的腐蝕疲勞擴(kuò)展壽命進(jìn)行了分析,得到其腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展壽命為26年。(3)根據(jù)塔筒與腐蝕環(huán)境接觸的先后順序,把海上風(fēng)力機(jī)塔筒浪花飛濺區(qū)的腐蝕疲勞壽命,分為防護(hù)體系失效時(shí)間、腐蝕疲勞裂紋成核壽命以及腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展壽命三部分,對(duì)風(fēng)力機(jī)塔筒浪花飛濺區(qū)的腐蝕疲勞壽命進(jìn)行了分析,得其整體腐蝕疲勞壽命為30.06年。結(jié)果表明其腐蝕疲勞壽命大于設(shè)計(jì)要求的20年壽命,符合要求。上述工作從腐蝕疲勞機(jī)理出發(fā),結(jié)合腐蝕電化學(xué)理論,以及腐蝕疲勞裂紋演化過程中的能量變化,分析了海上風(fēng)力機(jī)塔筒腐蝕疲勞壽命,給出了預(yù)測(cè)腐蝕疲勞壽命的一般性模型,為海上風(fēng)力機(jī)塔筒的腐蝕疲勞壽命分析提供了理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM315

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本文編號(hào)：1190281