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考虑非均匀腐蚀损伤影响的焊接结构疲劳寿命研究
| 论文题名： | 考虑非均匀腐蚀损伤影响的焊接结构疲劳寿命研究 |
| 关键词： | 船舶制造;焊接结构;腐蚀损伤;结构力学 |
| 摘要： | 船舶与海洋工程焊接结构在服役期间同时遭受腐蚀环境和波浪载荷的作用，根据日本海事协会对船舶结构不同区域焊接接头腐蚀情况的调查结果，发现其遭受了严重的非均匀腐蚀损伤，而焊接接头区域由于其应力集中一直是裂纹萌生的重点区域，因此腐蚀疲劳一直以来都是焊接接头需要重点关注的问题。由于腐蚀疲劳的影响因素很复杂，工程规范对腐蚀疲劳的计算基本都采取简化处理，所以导致其计算结果非常保守。 本文基于力学化学效应理论，从能量的角度研究载荷对腐蚀反应的影响。通过分析载荷对于腐蚀反应极化曲线的影响，探讨载荷对腐蚀电位及腐蚀电流的影响规律。根据极化曲线在载荷影响下的不同变化规律，分别研究载荷对均匀腐蚀及局部腐蚀的影响。通过力学化学实验研究载荷影响下船用Q235钢在海水中的腐蚀变化规律，实验结果表明载荷对钢在海水中的腐蚀有促进作用，其腐蚀电化学特性的变化也与理论推导的变化趋势一致。根据调查结果探讨非均匀腐蚀损伤对焊接结构疲劳寿命的影响，此方法考虑了腐蚀因素和力学因素的耦合作用以及应变腐蚀电池作用，因此更接近于工程实际情况。计算过程中采用工程规范常用的热点应力法对船舶与海洋工程的不同典型焊接接头进行腐蚀疲劳损伤的评估，同时考虑载荷对腐蚀的促进作用，将腐蚀和疲劳看作一个耦合交互的过程来评估腐蚀疲劳损伤。有限元分析过程中，根据力学化学实验的结果将焊接接头周围的非均匀腐蚀损伤模型化。计算结果表明腐蚀疲劳耦合累积损伤比单一均匀腐蚀疲劳损伤要严重，并且随着腐蚀年限的增加，这种差别将变得越来越明显。 |
| 作者： | 杨硕 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 刘刚;黄一 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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