点蚀损伤加筋板的极限承载力和失效模式研究
发布时间：2021-12-19 13:52
由于恶劣的海洋环境,船舶不可避免的会遭受腐蚀。船体主要由板架结构组成,作为板架结构的基本单元,加筋板的腐蚀会降低船体的强度,可能导致船体结构产生裂纹、脆性断裂、失稳等破坏。点蚀是局部腐蚀中典型的腐蚀形式,点蚀的复杂性使得结构极限强度的计算比较困难,因此近年来点蚀越来越受到关注。由于点蚀的局部特征及其导致的应力集中,点蚀对结构力学性能的影响甚至大于均匀腐蚀。为了了解点蚀对加筋板极限承载力和失效模式的影响,本文进行了以下几个方面的工作。通过加筋板轴压试验研究了点蚀基本参数（直径、深度、点蚀诱导偏心）,腐蚀程度参数（体积损失、截面积损失、DOP（degree of pitting））对加筋板承载能力和失效模式的影响。从试验结果来看,点蚀的变化会引起加筋板各组成部分的内力重分布发生显著变化。随着腹板或者带板点蚀直径、深度的增加,加筋板的承载能力降低。当腹板偏心腐蚀较为严重时,由于腹板承受的弯矩作用加筋板易产生侧倾屈曲,而且极限承载能力较低。加筋板的极限承载力与截面积损失有较强的线性关系,加筋板的失效模式则与相对截面积损失密切相关。采用有限元分析软件ABAQUS对加筋板进行了非线性屈曲分析。通过...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 点蚀研究现状
1.2.2 加筋板研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 点蚀加筋板轴压试验
2.1 试验对象及模型简化
2.1.1 加筋板尺寸参数确定
2.1.2 加筋板边界条件
2.2 加筋板试件制备及试验方案
2.3 轴压试验概况
2.4 最弱截面和应变片布置
2.5 本章小结
3 点蚀对加筋板力学性能的影响
3.1 点蚀参数对加筋板力学性能的影响
3.1.1 点蚀直径的影响
3.1.2 点蚀深度的影响
3.1.3 偏心腐蚀的影响
3.2 腐蚀程度分析
3.2.1 腐蚀程度对加筋板极限承载力的影响
3.2.2 腐蚀对加筋板失效模式的影响
3.3 本章小结
4 加筋板数值模拟分析
4.1 理论基础
4.1.1 屈曲问题
4.1.2 特征值屈曲分析基础
4.1.3 非线性屈曲分析基础
4.1.4 ABAQUS非线性屈曲分析的基本步骤
4.2 有限元模拟
4.2.1 材料本构参数
4.2.2 边界条件及初始缺陷
4.2.3 网格类型及尺寸选择
4.2.4 模拟有效性验证
4.3 模拟试验方案
4.3.1 特殊腐蚀模型
4.3.2 失效机理分析
4.3.3 一般腐蚀试件
4.3.4 点蚀程度参数评估
4.4 本章小结
5 多尺寸点蚀加筋板的失效模式以及加筋板强度公式分析
5.1 点蚀对不同尺寸加筋板失效模式的影响
5.1.1 加强筋柔度对加筋板失效模式的影响
5.1.2 点蚀加筋板的失效模式
5.2 加筋板强度设计公式分析
5.2.1 加筋板理论屈曲强度公式
5.2.2 加筋板经验强度公式
5.2.3 腐蚀加筋板强度公式
5.3 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Reliability of the Ultimate Strength of Ship Stiffened Panel Subjected to Random Corrosion Degradation[J]. FENG Guo-qing,HU Bing-nan,REN Hui-long. China Ocean Engineering. 2017(01)
[2]不锈钢的点蚀机理及研究方法[J]. 石林,郑志军,高岩. 材料导报. 2015(23)
[3]加筋板结构后极限强度行为影响参数研究[J]. 陈海龙,许维军,万乐天. 哈尔滨工业大学学报. 2015(05)
[4]pH值对304不锈钢在3.5%NaCl溶液中点蚀过程的影响[J]. 叶超,杜楠,田文明,赵晴,朱丽. 中国腐蚀与防护学报. 2015(01)
[5]模型范围对加筋板极限强度计算的影响分析[J]. 罗刚,贺双元,李军,杨平. 船海工程. 2014(04)
[6]Formulation of Reduction Rate for Ultimate Compressive Strength of Stiffened Panel Induced by Opening[J]. 于昌利,LEE Joo-sung. China Ocean Engineering. 2014(04)
[7]具有初始缺陷的船体加筋板结构在复杂受力状态下的极限强度研究[J]. 张婧,施兴华,顾学康. 中国造船. 2013(01)
[8]双向正交密加筋板的极限强度预报[J]. 邱继栋,杨平. 中国舰船研究. 2012(03)
[9]加筋板在轴向压力下的极限强度研究[J]. 张晓丹,杨平. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2011(02)
[10]金属材料点蚀形核过程研究进展[J]. 潘莹,张三平,周建龙,李晓刚,萧以德. 装备环境工程. 2010(04)
硕士论文
[1]316L不锈钢点蚀的电化学行为及其影响因素研究[D]. 王威.西南石油大学 2014
本文编号：3544533
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 点蚀研究现状
1.2.2 加筋板研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 点蚀加筋板轴压试验
2.1 试验对象及模型简化
2.1.1 加筋板尺寸参数确定
2.1.2 加筋板边界条件
2.2 加筋板试件制备及试验方案
2.3 轴压试验概况
2.4 最弱截面和应变片布置
2.5 本章小结
3 点蚀对加筋板力学性能的影响
3.1 点蚀参数对加筋板力学性能的影响
3.1.1 点蚀直径的影响
3.1.2 点蚀深度的影响
3.1.3 偏心腐蚀的影响
3.2 腐蚀程度分析
3.2.1 腐蚀程度对加筋板极限承载力的影响
3.2.2 腐蚀对加筋板失效模式的影响
3.3 本章小结
4 加筋板数值模拟分析
4.1 理论基础
4.1.1 屈曲问题
4.1.2 特征值屈曲分析基础
4.1.3 非线性屈曲分析基础
4.1.4 ABAQUS非线性屈曲分析的基本步骤
4.2 有限元模拟
4.2.1 材料本构参数
4.2.2 边界条件及初始缺陷
4.2.3 网格类型及尺寸选择
4.2.4 模拟有效性验证
4.3 模拟试验方案
4.3.1 特殊腐蚀模型
4.3.2 失效机理分析
4.3.3 一般腐蚀试件
4.3.4 点蚀程度参数评估
4.4 本章小结
5 多尺寸点蚀加筋板的失效模式以及加筋板强度公式分析
5.1 点蚀对不同尺寸加筋板失效模式的影响
5.1.1 加强筋柔度对加筋板失效模式的影响
5.1.2 点蚀加筋板的失效模式
5.2 加筋板强度设计公式分析
5.2.1 加筋板理论屈曲强度公式
5.2.2 加筋板经验强度公式
5.2.3 腐蚀加筋板强度公式
5.3 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Reliability of the Ultimate Strength of Ship Stiffened Panel Subjected to Random Corrosion Degradation[J]. FENG Guo-qing,HU Bing-nan,REN Hui-long. China Ocean Engineering. 2017(01)
[2]不锈钢的点蚀机理及研究方法[J]. 石林,郑志军,高岩. 材料导报. 2015(23)
[3]加筋板结构后极限强度行为影响参数研究[J]. 陈海龙,许维军,万乐天. 哈尔滨工业大学学报. 2015(05)
[4]pH值对304不锈钢在3.5%NaCl溶液中点蚀过程的影响[J]. 叶超,杜楠,田文明,赵晴,朱丽. 中国腐蚀与防护学报. 2015(01)
[5]模型范围对加筋板极限强度计算的影响分析[J]. 罗刚,贺双元,李军,杨平. 船海工程. 2014(04)
[6]Formulation of Reduction Rate for Ultimate Compressive Strength of Stiffened Panel Induced by Opening[J]. 于昌利,LEE Joo-sung. China Ocean Engineering. 2014(04)
[7]具有初始缺陷的船体加筋板结构在复杂受力状态下的极限强度研究[J]. 张婧,施兴华,顾学康. 中国造船. 2013(01)
[8]双向正交密加筋板的极限强度预报[J]. 邱继栋,杨平. 中国舰船研究. 2012(03)
[9]加筋板在轴向压力下的极限强度研究[J]. 张晓丹,杨平. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2011(02)
[10]金属材料点蚀形核过程研究进展[J]. 潘莹,张三平,周建龙,李晓刚,萧以德. 装备环境工程. 2010(04)
硕士论文
[1]316L不锈钢点蚀的电化学行为及其影响因素研究[D]. 王威.西南石油大学 2014
本文编号：3544533
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/3544533.html
