海洋工程結(jié)構(gòu)的腐蝕疲勞壽命評(píng)估方法研究.pdf

1、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(wèn)題與疲勞問(wèn)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(lái)的普遍問(wèn)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(wú)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(guò)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)及對(duì)腐

2、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(guò)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MAT

3、LAB編程語(yǔ)言對(duì)評(píng)估過(guò)程進(jìn)行參數(shù)化及模塊化編程，開(kāi)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(lái)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