考虑点蚀损伤的海工钢管力学性能研究
发布时间：2021-08-03 08:08
海洋工程结构物长期工作于复杂的海洋环境中,需要经受风、浪、流、地震等载荷砰击、海水的腐蚀和微生物的侵蚀。腐蚀对海洋工程结构物造成的损伤,叠加环境和工作载荷会使得其整体结构强度和结构承载力大幅降低,从而影响到整个平台的安全和使用寿命。而钢质管状构件作为海洋结构物的主要受力结构构件,其位于飞溅区部位极容易腐蚀尤其是点腐蚀。点腐蚀较难检测修复且所引起的应力集中强,会导致构件截面刚度及承载能力降低,极易引起突然性事故,威胁到整个结构的安全性。由此可见,评估受点蚀损伤后钢管的力学性能和承载能力具有重要的意义。文中研究对象为钢级X52Q的海工专用无缝钢管,通过机械钻孔的方式对其施加点腐蚀损伤。分别对具有不同点蚀损伤的钢管进行了轴向压缩试验,研究分析了受点蚀损伤钢管的压缩力学性能。并通过数值分析的方法进一步精确研究了点蚀参数和长细比对钢管极限承载力的影响规律。具体研究内容如下:本文根据海工结构钢管的设计标准,选定了长细比以及径厚比符合要求的钢管尺寸进行轴压试验。得到了钢管受压时应变分布,极限承载力和失效模式等力学性能情况。研究了钢管极限承载力和屈曲形式等力学性能随主要点蚀参数的变化规律,并讨论了钢管...
【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】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 课题研究现状
1.2.1 海工结构腐蚀研究现状
1.2.2 点蚀对海工结构影响研究现状
1.2.3 点蚀对钢管构件力学性能影响研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 钢管压缩试验
2.1 试件基本参数
2.2 试验装置
2.3 钢管压缩试验及力学性能分析
2.4 本章小结
3 受点蚀损伤钢管压缩力学性能试验分析
3.1 点蚀损伤钢管受压力学性能试验
3.1.1 点蚀参数的设定
3.1.2 试验设定及应变片布置
3.2 点蚀参数对钢管压缩力学性能的影响
3.2.1 蚀坑直径
3.2.2 蚀坑深度
3.2.3 蚀坑分布
3.3 点蚀钢管应变分布规律及力学模型
3.3.1 蚀坑部位应变分布规律
3.3.2 点蚀钢管受压力学模型
3.4 本章小结
4 有限元模型的建立及点蚀损伤对海工钢管承载力的影响
4.1 有限元模型基本信息
4.1.1 本构关系
4.1.2 模型建立
4.2 试验数值模拟结果对比
4.3 点蚀损伤程度对钢管极限承载力的影响规律
4.3.1 点蚀参数对钢管极限承载力的影响规律
4.3.2 点蚀损伤程度评价指标
4.4 蚀坑周围应力分布规律
4.5 本章小结
5 长细比对点腐蚀海工钢管承载力的影响
5.1 长细比对完好钢管承载力的影响
5.2 长细比对相同点腐蚀程度钢管承载力的影响
5.2.1 点蚀参数对不同长细比钢管承载力的影响
5.2.2 点蚀分布密度对不同长细比钢管承载力的影响
5.3 相同点蚀分布密度不同长细比对比
5.4 本章小结
结论
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]局部腐蚀对圆钢管混凝土柱轴向承载力的影响分析[J]. 陈梦成,陈娜茹. 华东交通大学学报. 2019(03)
[2]局部随机点蚀下圆管截面极限强度退化规律[J]. 王仁华,郭海超. 海洋工程. 2019(03)
[3]导管架平台受损杆件修复方案比选及应用[J]. 王亮,邱海荣. 海洋石油. 2019(01)
[4]船舶腐蚀与保护方法[J]. 董艳冲. 化工管理. 2019(06)
[5]点蚀孔腐蚀钢构件力学性能劣化简化分析方法[J]. 叶继红,申会谦,薛素铎. 哈尔滨工业大学学报. 2016(12)
[6]点蚀损伤船体板屈曲强度评估的工程应用[J]. 张岩,黄一. 上海交通大学学报. 2016(08)
[7]点蚀损伤船体板格单轴压缩极限强度[J]. 张岩,黄一. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(04)
[8]点蚀损伤下桩基式平台腿柱轴压极限承载力研究[J]. 王仁华,方媛媛,窦培林,林振东. 海洋工程. 2015(03)
[9]Q690高性能焊接钢管轴压临界承载力实验研究[J]. 方有珍,彭奕亮,杨俊芬,顾强,江涛,蒋鸿云. 实验力学. 2014(03)
[10]浅析海洋平台腐蚀与防护[J]. 王义,靳有. 全面腐蚀控制. 2013(03)
博士论文
[1]考虑腐蚀影响船舶结构极限强度研究[D]. 王燕舞.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]考虑局部腐蚀的圆钢管轴心受压试验研究[D]. 刘宇林.哈尔滨工业大学 2018
[2]圆钢管构件在复杂受力状态下的滞回特性研究[D]. 丁晓东.北京交通大学 2017
[3]考虑腐蚀效应的圆钢管轴向受力性能研究[D]. 宋钢.哈尔滨工业大学 2016
[4]考虑非均匀腐蚀损伤影响的焊接结构疲劳寿命研究[D]. 杨硕.大连理工大学 2014
[5]腐蚀影响下海洋平台结构的极限承载力研究[D]. 林振东.江苏科技大学 2014
[6]腐蚀环境对钢结构表面锈蚀特征影响的研究[D]. 商钰.西安建筑科技大学 2011
[7]锈蚀H型钢构件受弯承载性能研究[D]. 潘典书.西安建筑科技大学 2009
本文编号：3319264
【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】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 课题研究现状
1.2.1 海工结构腐蚀研究现状
1.2.2 点蚀对海工结构影响研究现状
1.2.3 点蚀对钢管构件力学性能影响研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 钢管压缩试验
2.1 试件基本参数
2.2 试验装置
2.3 钢管压缩试验及力学性能分析
2.4 本章小结
3 受点蚀损伤钢管压缩力学性能试验分析
3.1 点蚀损伤钢管受压力学性能试验
3.1.1 点蚀参数的设定
3.1.2 试验设定及应变片布置
3.2 点蚀参数对钢管压缩力学性能的影响
3.2.1 蚀坑直径
3.2.2 蚀坑深度
3.2.3 蚀坑分布
3.3 点蚀钢管应变分布规律及力学模型
3.3.1 蚀坑部位应变分布规律
3.3.2 点蚀钢管受压力学模型
3.4 本章小结
4 有限元模型的建立及点蚀损伤对海工钢管承载力的影响
4.1 有限元模型基本信息
4.1.1 本构关系
4.1.2 模型建立
4.2 试验数值模拟结果对比
4.3 点蚀损伤程度对钢管极限承载力的影响规律
4.3.1 点蚀参数对钢管极限承载力的影响规律
4.3.2 点蚀损伤程度评价指标
4.4 蚀坑周围应力分布规律
4.5 本章小结
5 长细比对点腐蚀海工钢管承载力的影响
5.1 长细比对完好钢管承载力的影响
5.2 长细比对相同点腐蚀程度钢管承载力的影响
5.2.1 点蚀参数对不同长细比钢管承载力的影响
5.2.2 点蚀分布密度对不同长细比钢管承载力的影响
5.3 相同点蚀分布密度不同长细比对比
5.4 本章小结
结论
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]局部腐蚀对圆钢管混凝土柱轴向承载力的影响分析[J]. 陈梦成,陈娜茹. 华东交通大学学报. 2019(03)
[2]局部随机点蚀下圆管截面极限强度退化规律[J]. 王仁华,郭海超. 海洋工程. 2019(03)
[3]导管架平台受损杆件修复方案比选及应用[J]. 王亮,邱海荣. 海洋石油. 2019(01)
[4]船舶腐蚀与保护方法[J]. 董艳冲. 化工管理. 2019(06)
[5]点蚀孔腐蚀钢构件力学性能劣化简化分析方法[J]. 叶继红,申会谦,薛素铎. 哈尔滨工业大学学报. 2016(12)
[6]点蚀损伤船体板屈曲强度评估的工程应用[J]. 张岩,黄一. 上海交通大学学报. 2016(08)
[7]点蚀损伤船体板格单轴压缩极限强度[J]. 张岩,黄一. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(04)
[8]点蚀损伤下桩基式平台腿柱轴压极限承载力研究[J]. 王仁华,方媛媛,窦培林,林振东. 海洋工程. 2015(03)
[9]Q690高性能焊接钢管轴压临界承载力实验研究[J]. 方有珍,彭奕亮,杨俊芬,顾强,江涛,蒋鸿云. 实验力学. 2014(03)
[10]浅析海洋平台腐蚀与防护[J]. 王义,靳有. 全面腐蚀控制. 2013(03)
博士论文
[1]考虑腐蚀影响船舶结构极限强度研究[D]. 王燕舞.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]考虑局部腐蚀的圆钢管轴心受压试验研究[D]. 刘宇林.哈尔滨工业大学 2018
[2]圆钢管构件在复杂受力状态下的滞回特性研究[D]. 丁晓东.北京交通大学 2017
[3]考虑腐蚀效应的圆钢管轴向受力性能研究[D]. 宋钢.哈尔滨工业大学 2016
[4]考虑非均匀腐蚀损伤影响的焊接结构疲劳寿命研究[D]. 杨硕.大连理工大学 2014
[5]腐蚀影响下海洋平台结构的极限承载力研究[D]. 林振东.江苏科技大学 2014
[6]腐蚀环境对钢结构表面锈蚀特征影响的研究[D]. 商钰.西安建筑科技大学 2011
[7]锈蚀H型钢构件受弯承载性能研究[D]. 潘典书.西安建筑科技大学 2009
本文编号：3319264
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3319264.html
