本文關鍵詞：考慮非均勻腐蝕損傷影響的焊接結構疲勞壽命研究

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【摘要】：船舶與海洋工程焊接結構在服役期間同時遭受腐蝕環(huán)境和波浪載荷的作用,根據日本海事協(xié)會對船舶結構不同區(qū)域焊接接頭腐蝕情況的調查結果,發(fā)現其遭受了嚴重的非均勻腐蝕損傷,而焊接接頭區(qū)域由于其應力集中一直是裂紋萌生的重點區(qū)域,因此腐蝕疲勞一直以來都是焊接接頭需要重點關注的問題。由于腐蝕疲勞的影響因素很復雜,工程規(guī)范對腐蝕疲勞的計算基本都采取簡化處理,所以導致其計算結果非常保守。 本文基于力學化學效應理論,從能量的角度研究載荷對腐蝕反應的影響。通過分析載荷對于腐蝕反應極化曲線的影響,探討載荷對腐蝕電位及腐蝕電流的影響規(guī)律。根據極化曲線在載荷影響下的不同變化規(guī)律,分別研究載荷對均勻腐蝕及局部腐蝕的影響。通過力學化學實驗研究載荷影響下船用Q235鋼在海水中的腐蝕變化規(guī)律,實驗結果表明載荷對鋼在海水中的腐蝕有促進作用,其腐蝕電化學特性的變化也與理論推導的變化趨勢一致。 本文根據調查結果探討非均勻腐蝕損傷對焊接結構疲勞壽命的影響,此方法考慮了腐蝕因素和力學因素的耦合作用以及應變腐蝕電池作用,因此更接近于工程實際情況。計算過程中采用工程規(guī)范常用的熱點應力法對船舶與海洋工程的不同典型焊接接頭進行腐蝕疲勞損傷的評估,同時考慮載荷對腐蝕的促進作用,將腐蝕和疲勞看作一個耦合交互的過程來評估腐蝕疲勞損傷。有限元分析過程中,根據力學化學實驗的結果將焊接接頭周圍的非均勻腐蝕損傷模型化。計算結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。
【關鍵詞】：焊接結構 耦合作用 非均勻腐蝕損傷 熱點應力法 腐蝕疲勞
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：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 國內外研究現狀10-12
• 1.3 本文的主要工作內容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)域的焊接接頭實海腐蝕調查研究15-17
• 2.2.1 船用焊接接頭的焊縫腐蝕形貌15
• 2.2.2 船用焊接接頭的實海腐蝕數據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17-18
• 3 載荷對鋼海水腐蝕的影響機理研究18-23
• 3.1 力學化學效應的活化理論18-19
• 3.2 載荷對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 應變腐蝕電池模型研究20-22
• 3.3 本章小結22-23
• 4 考慮載荷影響的船用鋼海水腐蝕實驗研究23-31
• 4.1 實驗目的及方法23
• 4.2 實驗準備介紹23-26
• 4.2.1 疲勞實驗機23-24
• 4.2.2 電化學測量系統(tǒng)24-25
• 4.2.3 應變儀25-26
• 4.2.4 恒溫水箱及氧氣泵26
• 4.3 實驗過程26-28
• 4.4 實驗結果分析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 應變腐蝕電池變化規(guī)律29-30
• 4.5 本章小結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 熱點應力分析34-36
• 5.1.4 疲勞損傷評估方法理論36-37
• 5.1.5 腐蝕疲勞累積損傷37-38
• 5.2 海洋平臺結構腐蝕疲勞損傷評估研究38-48
• 5.2.1 管節(jié)點有限元模型39-40
• 5.2.2 管節(jié)點腐蝕模型40-41
• 5.2.3 管節(jié)點熱點應力分析41-45
• 5.2.4 管節(jié)點腐蝕疲勞耦合累積損傷分析45-48
• 5.3 本章小結48-49
• 6 考慮應變腐蝕電池損傷的焊接結構疲勞壽命研究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 熱點應力分析50-51
• 6.2 考慮應變腐蝕電池損傷的焊接接頭應力分析51-56
• 6.2.1 焊接接頭的腐蝕電池損傷51-53
• 6.2.2 考慮應變腐蝕電池損傷的焊縫區(qū)主應力變化53-56
• 6.2.3 考慮應變腐蝕電池損傷的熱點應力變化56
• 6.3 考慮應變腐蝕電池損傷的疲勞累積損傷評估56-57
• 6.4 本章小結57-59
• 結論59-60
• 展望60-61
• 參考文獻61-64
• 基金項目信息64-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況65-66
• 致謝66-67

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前8條

1 劉建國;李言濤;文世鵬;侯保榮;;D32海洋平臺用鋼在浪濺區(qū)腐蝕行為[J];北京科技大學學報;2009年11期

2 梁成浩，，溫殿江;海水中碳鋼及低合金鋼的焊接接頭腐蝕行為的研究[J];腐蝕科學與防護技術;1994年03期

3 王素華,朱梅五,孔小東,陳學群;兩種船體鋼焊接接頭耐海水腐蝕性能對比[J];焊接學報;2001年04期

4 李言濤,侯保榮,薛以年;平臺鋼焊接接頭在海洋中的腐蝕疲勞研究[J];海洋科學集刊;1997年01期

5 薛以年;徐紀林;李禾;李延蘋;;焊接鋼接頭的海水腐蝕疲勞試驗研究[J];海洋工程;1987年02期

6 方華燦,段夢蘭,徐興平;腐蝕條件下平臺樁腿疲勞損傷壽命的預測[J];石油機械;2003年04期

7 李明奇;馮博學;魏振偉;;鋼在中性水溶液中腐蝕疲勞的研究[J];中國腐蝕與防護學報;1987年04期

8 徐興平,黃東升,李繼志;渤海八號平臺腐蝕評估[J];中國海洋平臺;2001年03期

本文編號：992683