海洋工程結構的腐蝕疲勞壽命評估方法研究.pdf

1、在船舶與海洋工程結構服役期間，結構物會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作用。然而，目前人們仍將腐蝕問題與疲勞問題單獨考慮或者簡單疊加，忽略腐蝕疲勞的本質，帶來的普遍問題是疲勞強度計算結果誤差難以控制，甚至存在數(shù)量級的誤差。
　　由于實驗室無法模擬復雜的海洋環(huán)境，因此只有實海掛片腐蝕數(shù)據(jù)才能應用于實際工程結構。本文對8種海洋工程用鋼實海掛片腐蝕數(shù)據(jù)進行分析，其腐蝕深度與暴露時間符合冪函數(shù)模型;通過電化學實驗及對腐

2、蝕控制因素的分析，論證實海掛片腐蝕數(shù)據(jù)在有應力條件下應用的可行性;基于腐蝕熱力學及動力學方程，分析金屬的力學化學效應，建立考慮力學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域常用的疲勞強度評估方法。本文結合ABS規(guī)范推薦的譜分析方法以及新型非線性腐蝕模型，提出一種評估海洋工程結構腐蝕疲勞損傷的新方法。整個評估過程中需要根據(jù)腐蝕損傷對有限元模型進行不斷修正，本文基于ANSYS有限元分析軟件，采用APDL及MAT

3、LAB編程語言對評估過程進行參數(shù)化及模塊化編程，開發(fā)了一套海洋工程結構腐蝕疲勞評估軟件。本軟件考慮了實際工程中可能出現(xiàn)評估區(qū)域板厚及腐蝕類型不一致等復雜情況，具有一定的通用性。
　　本文提出的評估方法是以腐蝕疲勞機理為基礎，考慮疲勞與腐蝕的耦合作用，更接近于工程實際情況。采用新方法計算得到的結構疲勞損傷與采用不考慮力學因素腐蝕模型的計算結果比較發(fā)現(xiàn)，隨著腐蝕年限的增加，二者相差越來越明顯。因此，對于服役期長且結構整體應力水平較高的