非均匀腐蚀损伤船体板全生命周期极限强度评估方法研究

发布时间：2020-04-05 16:17

【摘要】：长期航行在环境恶劣的海水中的远洋船舶受到腐蚀后船体结构的极限强度大大降低,这导致很多海难事故的发生。为了减少船体结构腐蚀损伤给海上航运造成的经济财产损失,必须重视对船舶全生命周期内腐蚀船体板极限强度评估方法的研究。然而,诸多学者对待腐蚀板通常将其作均匀减薄处理,完全不考虑腐蚀曲面的非均匀性对其极限强度的影响,这导致评估结果存在很大误差。本文引入多重分形参数量化腐蚀板表面的非均匀程度,以此尝试建立准确性高、使用方便的评估模型。本文的主要内容包括:(1)满足一定统计规律的随机腐蚀曲面的获取。根据腐蚀规律计算不同服役年限下船体板腐蚀深度的统计特征,确定船体板不同位置的随机腐蚀深度,进而得到各年限下的随机腐蚀曲面。(2)模拟腐蚀表面和实船腐蚀板表面多重分形特征的验证与提取。根据模拟曲面及实船腐蚀板表面各节点处腐蚀剩余厚度进行多重分形特征的验证和提取。(3)建立特定服役年限下非均匀腐蚀板极限强度的评估方法并进行实验验证。对服役年限为10年情况下的腐蚀板表面进行模拟并提取其特征信息,计算该曲面相应腐蚀板极限强度。根据参数的物理意义及对极限强度的影响选择合适的参数用以拟合极限强度的评估公式。利用屈曲实验结果与数值模拟相对比,验证数值模拟方法的正确性。(4)建立全生命周期内非均匀腐蚀板极限强度评估模型。基于上述研究成果,将服役年限推广到船舶全生命周期,探究极限强度评估参数的分布及时变规律,最终得到各年限下极限强度折减系数分布的下限值。本文首先建立特定服役年限下的腐蚀船体板极限强度进行评估,而后根据选择的腐蚀模型,将评估方法推广到船舶的全生命周期内,最终给出极限强度折减系数的下限值随服役年限变化的函数关系式,为船舶全生命周期内的维护和修理起到一定的指导作用。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U661.43

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本文编号：2615236