由于橋梁纜索長期承受交變載荷并暴露于污染嚴(yán)重的自然環(huán)境中,腐蝕疲勞破壞是纜索用高強鋼絲典型的失效模式之一。本文在總結(jié)國內(nèi)外腐蝕疲勞破壞及鋼絲性能劣化規(guī)律研究的基礎(chǔ)上,從鋼絲腐蝕疲勞損傷演化的理論出發(fā),基于對腐蝕缺陷本質(zhì)特征的合理分析,利用元胞自動機技術(shù)建立含初始缺陷的高強鋼絲模型,編寫用戶材料子程序?qū)︿摻z腐蝕疲勞損傷累積過程進(jìn)行數(shù)值模擬,評估鋼絲腐蝕疲勞損傷并預(yù)測其壽命,揭示鋼絲腐蝕疲勞失效的機理以及不同類型和不同尺度的腐蝕缺陷對疲勞性能的影響效應(yīng)。論文的主要工作及其成果有:1)利用元胞自動機技術(shù)模擬腐蝕過程,生成初始點蝕坑模型。從金屬腐蝕的電化學(xué)本質(zhì)出發(fā),將高強鋼絲腐蝕過程的金屬、鈍化膜、腐蝕介質(zhì)系統(tǒng)離散成三維圓柱狀元胞自動機空間中的有序元胞,定義元胞的轉(zhuǎn)換規(guī)則,從介觀尺度對金屬點蝕形成過程進(jìn)行模擬,獲得鋼絲表面的初始隨機不規(guī)則點蝕缺陷的形態(tài)和位置數(shù)據(jù)。利用MATLAB、AutoCAD、RHINO和ABAQUS軟件間的接口程序,將MATLAB中生成的點蝕數(shù)據(jù)依次導(dǎo)入上述各軟件中,分別生成三維網(wǎng)格模型、曲面模型和幾何模型,實現(xiàn)含初始點蝕缺陷的高強鋼絲的可視化。該幾何模型不對初始點蝕缺陷...

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-3各類元胞空c)三維六面體元胞空間

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文18體所持的態(tài)度、個體特征或行為等。3.元胞空間在元胞自動機模型中，各種類型的元胞按照一定的規(guī)則分布在網(wǎng)格空間中，該網(wǎng)格空間就稱為元胞空間。(1)元胞空間的劃分：從理論上來說，元胞空間可以被劃分為任意維數(shù)的網(wǎng)格空間，沒有限制[123]。但由于計算量以及直觀性等....

圖2-5高強鋼絲腐蝕過程的CA模型的元胞空間示意圖

第二章含初始隨機缺陷的高強鋼絲模型的建模方法21的元胞空間；建立三維元胞空間。圖2-5是本文建立的用于模擬橋梁纜索鋼絲腐蝕過程的CA模型的元胞空間示意圖。每個格位(i,j,k)的狀態(tài)由該點上的元胞屬性來確定。如圖2-5所示，在金屬腐蝕的元胞自動機模擬系統(tǒng)中，主要涉及到三種元胞類型....

圖2-6腐蝕過程CA模擬中的元胞轉(zhuǎn)換規(guī)則

第二章含初始隨機缺陷的高強鋼絲模型的建模方法23如圖2-6(f)。8）若步驟1）中被選擇的鄰居格位為元胞P，且元胞C位于金屬外部，則該元胞C保持在其初始格位(i,j,k)上，如圖2-6(g)；9）若步驟1）中被選擇的鄰居格位為元胞P，且元胞C處于金屬內(nèi)部，但有其他元胞C也準(zhǔn)備跳到....

圖3-5無初始損傷的鋼絲幾何模型

第三章鋼絲腐蝕疲勞疲勞損傷累積過程模擬35根據(jù)試驗條件建立初始鋼絲模型，如圖3-5所示，利用編寫的材料子程序UMAT-F對該模型在應(yīng)力范圍S分別為335MPa、418MPa、520MPa和670MPa的循環(huán)載荷作用下的疲勞壽命進(jìn)行計算。該高強鋼絲模型的密度取為7.8g/cm3，彈....

本文編號：3907363