本文關(guān)鍵詞：考慮非均勻腐蝕損傷影響的焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命研究

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【摘要】：船舶與海洋工程焊接結(jié)構(gòu)在服役期間同時(shí)遭受腐蝕環(huán)境和波浪載荷的作用,根據(jù)日本海事協(xié)會(huì)對(duì)船舶結(jié)構(gòu)不同區(qū)域焊接接頭腐蝕情況的調(diào)查結(jié)果,發(fā)現(xiàn)其遭受了嚴(yán)重的非均勻腐蝕損傷,而焊接接頭區(qū)域由于其應(yīng)力集中一直是裂紋萌生的重點(diǎn)區(qū)域,因此腐蝕疲勞一直以來都是焊接接頭需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。由于腐蝕疲勞的影響因素很復(fù)雜,工程規(guī)范對(duì)腐蝕疲勞的計(jì)算基本都采取簡化處理,所以導(dǎo)致其計(jì)算結(jié)果非常保守。 本文基于力學(xué)化學(xué)效應(yīng)理論,從能量的角度研究載荷對(duì)腐蝕反應(yīng)的影響。通過分析載荷對(duì)于腐蝕反應(yīng)極化曲線的影響,探討載荷對(duì)腐蝕電位及腐蝕電流的影響規(guī)律。根據(jù)極化曲線在載荷影響下的不同變化規(guī)律,分別研究載荷對(duì)均勻腐蝕及局部腐蝕的影響。通過力學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究載荷影響下船用Q235鋼在海水中的腐蝕變化規(guī)律,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明載荷對(duì)鋼在海水中的腐蝕有促進(jìn)作用,其腐蝕電化學(xué)特性的變化也與理論推導(dǎo)的變化趨勢(shì)一致。 本文根據(jù)調(diào)查結(jié)果探討非均勻腐蝕損傷對(duì)焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命的影響,此方法考慮了腐蝕因素和力學(xué)因素的耦合作用以及應(yīng)變腐蝕電池作用,因此更接近于工程實(shí)際情況。計(jì)算過程中采用工程規(guī)范常用的熱點(diǎn)應(yīng)力法對(duì)船舶與海洋工程的不同典型焊接接頭進(jìn)行腐蝕疲勞損傷的評(píng)估,同時(shí)考慮載荷對(duì)腐蝕的促進(jìn)作用,將腐蝕和疲勞看作一個(gè)耦合交互的過程來評(píng)估腐蝕疲勞損傷。有限元分析過程中,根據(jù)力學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果將焊接接頭周圍的非均勻腐蝕損傷模型化。計(jì)算結(jié)果表明腐蝕疲勞耦合累積損傷比單一均勻腐蝕疲勞損傷要嚴(yán)重,并且隨著腐蝕年限的增加,這種差別將變得越來越明顯。
【關(guān)鍵詞】：焊接結(jié)構(gòu) 耦合作用 非均勻腐蝕損傷 熱點(diǎn)應(yīng)力法 腐蝕疲勞
【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】：2014
【分類號(hào)】：U671.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 研究背景與意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文的主要工作內(nèi)容12-14
• 2 海水中焊接接頭的腐蝕研究14-18
• 2.1 海水中焊接接頭耐腐蝕性研究14-15
• 2.2 船舶不同區(qū)域的焊接接頭實(shí)海腐蝕調(diào)查研究15-17
• 2.2.1 船用焊接接頭的焊縫腐蝕形貌15
• 2.2.2 船用焊接接頭的實(shí)海腐蝕數(shù)據(jù)15-16
• 2.2.3 海水中焊接接頭的非均勻腐蝕損傷16-17
• 2.3 本章小結(jié)17-18
• 3 載荷對(duì)鋼海水腐蝕的影響機(jī)理研究18-23
• 3.1 力學(xué)化學(xué)效應(yīng)的活化理論18-19
• 3.2 載荷對(duì)腐蝕速率的影響研究19-22
• 3.2.1 考慮載荷影響的均勻腐蝕速率變化規(guī)律研究19-20
• 3.2.2 應(yīng)變腐蝕電池模型研究20-22
• 3.3 本章小結(jié)22-23
• 4 考慮載荷影響的船用鋼海水腐蝕實(shí)驗(yàn)研究23-31
• 4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募胺椒?/span>23
• 4.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備介紹23-26
• 4.2.1 疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)23-24
• 4.2.2 電化學(xué)測(cè)量系統(tǒng)24-25
• 4.2.3 應(yīng)變儀25-26
• 4.2.4 恒溫水箱及氧氣泵26
• 4.3 實(shí)驗(yàn)過程26-28
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析28-30
• 4.4.1 考慮載荷影響的鋼在海水均勻腐蝕的變化規(guī)律28-29
• 4.4.2 應(yīng)變腐蝕電池變化規(guī)律29-30
• 4.5 本章小結(jié)30-31
• 5 考慮腐蝕疲勞耦合作用的累積損傷研究31-49
• 5.1 船舶焊接節(jié)點(diǎn)腐蝕疲勞損傷研究31-38
• 5.1.1 焊接接頭有限元模型31-32
• 5.1.2 考慮載荷影響的腐蝕厚度折減32-34
• 5.1.3 熱點(diǎn)應(yīng)力分析34-36
• 5.1.4 疲勞損傷評(píng)估方法理論36-37
• 5.1.5 腐蝕疲勞累積損傷37-38
• 5.2 海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)腐蝕疲勞損傷評(píng)估研究38-48
• 5.2.1 管節(jié)點(diǎn)有限元模型39-40
• 5.2.2 管節(jié)點(diǎn)腐蝕模型40-41
• 5.2.3 管節(jié)點(diǎn)熱點(diǎn)應(yīng)力分析41-45
• 5.2.4 管節(jié)點(diǎn)腐蝕疲勞耦合累積損傷分析45-48
• 5.3 本章小結(jié)48-49
• 6 考慮應(yīng)變腐蝕電池?fù)p傷的焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命研究49-59
• 6.1 船舶甲板有限元模型49-51
• 6.1.1 有限元模型建立49-50
• 6.1.2 熱點(diǎn)應(yīng)力分析50-51
• 6.2 考慮應(yīng)變腐蝕電池?fù)p傷的焊接接頭應(yīng)力分析51-56
• 6.2.1 焊接接頭的腐蝕電池?fù)p傷51-53
• 6.2.2 考慮應(yīng)變腐蝕電池?fù)p傷的焊縫區(qū)主應(yīng)力變化53-56
• 6.2.3 考慮應(yīng)變腐蝕電池?fù)p傷的熱點(diǎn)應(yīng)力變化56
• 6.3 考慮應(yīng)變腐蝕電池?fù)p傷的疲勞累積損傷評(píng)估56-57
• 6.4 本章小結(jié)57-59
• 結(jié)論59-60
• 展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 基金項(xiàng)目信息64-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況65-66
• 致謝66-67

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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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

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本文編號(hào)：992682