點(diǎn)蝕損傷加筋板的極限承載力和失效模式研究
發(fā)布時間:2021-12-19 13:52
由于惡劣的海洋環(huán)境,船舶不可避免的會遭受腐蝕。船體主要由板架結(jié)構(gòu)組成,作為板架結(jié)構(gòu)的基本單元,加筋板的腐蝕會降低船體的強(qiáng)度,可能導(dǎo)致船體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋、脆性斷裂、失穩(wěn)等破壞。點(diǎn)蝕是局部腐蝕中典型的腐蝕形式,點(diǎn)蝕的復(fù)雜性使得結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的計算比較困難,因此近年來點(diǎn)蝕越來越受到關(guān)注。由于點(diǎn)蝕的局部特征及其導(dǎo)致的應(yīng)力集中,點(diǎn)蝕對結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響甚至大于均勻腐蝕。為了了解點(diǎn)蝕對加筋板極限承載力和失效模式的影響,本文進(jìn)行了以下幾個方面的工作。通過加筋板軸壓試驗(yàn)研究了點(diǎn)蝕基本參數(shù)(直徑、深度、點(diǎn)蝕誘導(dǎo)偏心),腐蝕程度參數(shù)(體積損失、截面積損失、DOP(degree of pitting))對加筋板承載能力和失效模式的影響。從試驗(yàn)結(jié)果來看,點(diǎn)蝕的變化會引起加筋板各組成部分的內(nèi)力重分布發(fā)生顯著變化。隨著腹板或者帶板點(diǎn)蝕直徑、深度的增加,加筋板的承載能力降低。當(dāng)腹板偏心腐蝕較為嚴(yán)重時,由于腹板承受的彎矩作用加筋板易產(chǎn)生側(cè)傾屈曲,而且極限承載能力較低。加筋板的極限承載力與截面積損失有較強(qiáng)的線性關(guān)系,加筋板的失效模式則與相對截面積損失密切相關(guān)。采用有限元分析軟件ABAQUS對加筋板進(jìn)行了非線性屈曲分析。通過...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 點(diǎn)蝕研究現(xiàn)狀
1.2.2 加筋板研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 點(diǎn)蝕加筋板軸壓試驗(yàn)
2.1 試驗(yàn)對象及模型簡化
2.1.1 加筋板尺寸參數(shù)確定
2.1.2 加筋板邊界條件
2.2 加筋板試件制備及試驗(yàn)方案
2.3 軸壓試驗(yàn)概況
2.4 最弱截面和應(yīng)變片布置
2.5 本章小結(jié)
3 點(diǎn)蝕對加筋板力學(xué)性能的影響
3.1 點(diǎn)蝕參數(shù)對加筋板力學(xué)性能的影響
3.1.1 點(diǎn)蝕直徑的影響
3.1.2 點(diǎn)蝕深度的影響
3.1.3 偏心腐蝕的影響
3.2 腐蝕程度分析
3.2.1 腐蝕程度對加筋板極限承載力的影響
3.2.2 腐蝕對加筋板失效模式的影響
3.3 本章小結(jié)
4 加筋板數(shù)值模擬分析
4.1 理論基礎(chǔ)
4.1.1 屈曲問題
4.1.2 特征值屈曲分析基礎(chǔ)
4.1.3 非線性屈曲分析基礎(chǔ)
4.1.4 ABAQUS非線性屈曲分析的基本步驟
4.2 有限元模擬
4.2.1 材料本構(gòu)參數(shù)
4.2.2 邊界條件及初始缺陷
4.2.3 網(wǎng)格類型及尺寸選擇
4.2.4 模擬有效性驗(yàn)證
4.3 模擬試驗(yàn)方案
4.3.1 特殊腐蝕模型
4.3.2 失效機(jī)理分析
4.3.3 一般腐蝕試件
4.3.4 點(diǎn)蝕程度參數(shù)評估
4.4 本章小結(jié)
5 多尺寸點(diǎn)蝕加筋板的失效模式以及加筋板強(qiáng)度公式分析
5.1 點(diǎn)蝕對不同尺寸加筋板失效模式的影響
5.1.1 加強(qiáng)筋柔度對加筋板失效模式的影響
5.1.2 點(diǎn)蝕加筋板的失效模式
5.2 加筋板強(qiáng)度設(shè)計公式分析
5.2.1 加筋板理論屈曲強(qiáng)度公式
5.2.2 加筋板經(jīng)驗(yàn)強(qiáng)度公式
5.2.3 腐蝕加筋板強(qiáng)度公式
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Reliability of the Ultimate Strength of Ship Stiffened Panel Subjected to Random Corrosion Degradation[J]. FENG Guo-qing,HU Bing-nan,REN Hui-long. China Ocean Engineering. 2017(01)
[2]不銹鋼的點(diǎn)蝕機(jī)理及研究方法[J]. 石林,鄭志軍,高巖. 材料導(dǎo)報. 2015(23)
[3]加筋板結(jié)構(gòu)后極限強(qiáng)度行為影響參數(shù)研究[J]. 陳海龍,許維軍,萬樂天. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2015(05)
[4]pH值對304不銹鋼在3.5%NaCl溶液中點(diǎn)蝕過程的影響[J]. 葉超,杜楠,田文明,趙晴,朱麗. 中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報. 2015(01)
[5]模型范圍對加筋板極限強(qiáng)度計算的影響分析[J]. 羅剛,賀雙元,李軍,楊平. 船海工程. 2014(04)
[6]Formulation of Reduction Rate for Ultimate Compressive Strength of Stiffened Panel Induced by Opening[J]. 于昌利,LEE Joo-sung. China Ocean Engineering. 2014(04)
[7]具有初始缺陷的船體加筋板結(jié)構(gòu)在復(fù)雜受力狀態(tài)下的極限強(qiáng)度研究[J]. 張婧,施興華,顧學(xué)康. 中國造船. 2013(01)
[8]雙向正交密加筋板的極限強(qiáng)度預(yù)報[J]. 邱繼棟,楊平. 中國艦船研究. 2012(03)
[9]加筋板在軸向壓力下的極限強(qiáng)度研究[J]. 張曉丹,楊平. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版). 2011(02)
[10]金屬材料點(diǎn)蝕形核過程研究進(jìn)展[J]. 潘瑩,張三平,周建龍,李曉剛,蕭以德. 裝備環(huán)境工程. 2010(04)
碩士論文
[1]316L不銹鋼點(diǎn)蝕的電化學(xué)行為及其影響因素研究[D]. 王威.西南石油大學(xué) 2014
本文編號:3544533
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 點(diǎn)蝕研究現(xiàn)狀
1.2.2 加筋板研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 點(diǎn)蝕加筋板軸壓試驗(yàn)
2.1 試驗(yàn)對象及模型簡化
2.1.1 加筋板尺寸參數(shù)確定
2.1.2 加筋板邊界條件
2.2 加筋板試件制備及試驗(yàn)方案
2.3 軸壓試驗(yàn)概況
2.4 最弱截面和應(yīng)變片布置
2.5 本章小結(jié)
3 點(diǎn)蝕對加筋板力學(xué)性能的影響
3.1 點(diǎn)蝕參數(shù)對加筋板力學(xué)性能的影響
3.1.1 點(diǎn)蝕直徑的影響
3.1.2 點(diǎn)蝕深度的影響
3.1.3 偏心腐蝕的影響
3.2 腐蝕程度分析
3.2.1 腐蝕程度對加筋板極限承載力的影響
3.2.2 腐蝕對加筋板失效模式的影響
3.3 本章小結(jié)
4 加筋板數(shù)值模擬分析
4.1 理論基礎(chǔ)
4.1.1 屈曲問題
4.1.2 特征值屈曲分析基礎(chǔ)
4.1.3 非線性屈曲分析基礎(chǔ)
4.1.4 ABAQUS非線性屈曲分析的基本步驟
4.2 有限元模擬
4.2.1 材料本構(gòu)參數(shù)
4.2.2 邊界條件及初始缺陷
4.2.3 網(wǎng)格類型及尺寸選擇
4.2.4 模擬有效性驗(yàn)證
4.3 模擬試驗(yàn)方案
4.3.1 特殊腐蝕模型
4.3.2 失效機(jī)理分析
4.3.3 一般腐蝕試件
4.3.4 點(diǎn)蝕程度參數(shù)評估
4.4 本章小結(jié)
5 多尺寸點(diǎn)蝕加筋板的失效模式以及加筋板強(qiáng)度公式分析
5.1 點(diǎn)蝕對不同尺寸加筋板失效模式的影響
5.1.1 加強(qiáng)筋柔度對加筋板失效模式的影響
5.1.2 點(diǎn)蝕加筋板的失效模式
5.2 加筋板強(qiáng)度設(shè)計公式分析
5.2.1 加筋板理論屈曲強(qiáng)度公式
5.2.2 加筋板經(jīng)驗(yàn)強(qiáng)度公式
5.2.3 腐蝕加筋板強(qiáng)度公式
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Reliability of the Ultimate Strength of Ship Stiffened Panel Subjected to Random Corrosion Degradation[J]. FENG Guo-qing,HU Bing-nan,REN Hui-long. China Ocean Engineering. 2017(01)
[2]不銹鋼的點(diǎn)蝕機(jī)理及研究方法[J]. 石林,鄭志軍,高巖. 材料導(dǎo)報. 2015(23)
[3]加筋板結(jié)構(gòu)后極限強(qiáng)度行為影響參數(shù)研究[J]. 陳海龍,許維軍,萬樂天. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2015(05)
[4]pH值對304不銹鋼在3.5%NaCl溶液中點(diǎn)蝕過程的影響[J]. 葉超,杜楠,田文明,趙晴,朱麗. 中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報. 2015(01)
[5]模型范圍對加筋板極限強(qiáng)度計算的影響分析[J]. 羅剛,賀雙元,李軍,楊平. 船海工程. 2014(04)
[6]Formulation of Reduction Rate for Ultimate Compressive Strength of Stiffened Panel Induced by Opening[J]. 于昌利,LEE Joo-sung. China Ocean Engineering. 2014(04)
[7]具有初始缺陷的船體加筋板結(jié)構(gòu)在復(fù)雜受力狀態(tài)下的極限強(qiáng)度研究[J]. 張婧,施興華,顧學(xué)康. 中國造船. 2013(01)
[8]雙向正交密加筋板的極限強(qiáng)度預(yù)報[J]. 邱繼棟,楊平. 中國艦船研究. 2012(03)
[9]加筋板在軸向壓力下的極限強(qiáng)度研究[J]. 張曉丹,楊平. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版). 2011(02)
[10]金屬材料點(diǎn)蝕形核過程研究進(jìn)展[J]. 潘瑩,張三平,周建龍,李曉剛,蕭以德. 裝備環(huán)境工程. 2010(04)
碩士論文
[1]316L不銹鋼點(diǎn)蝕的電化學(xué)行為及其影響因素研究[D]. 王威.西南石油大學(xué) 2014
本文編號:3544533
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