含随机腐蚀坑海洋平台钢拉伸极限强度研究

摘要

海洋平台在服役过程中不可避免的会产生腐蚀，加上检测维修困难，腐蚀将对平台的极限承载力产生重大影响。平台结构一旦发生破坏或者失效，会导致海洋环境收到污染，甚至威胁平台作业人员的生命安全，后果不堪设想。因此，在海洋平台服役期间，考虑腐蚀对平台结构安全性的影响是十分重要的。本文考虑海洋平台钢结构中腐蚀的随机性，将蒙特卡罗法和随机有限元法相结合，研究随机分布腐蚀板拉伸极限载荷。
　　本文以981海洋平台工程项目为背景，以武钢生产的WDH370钢板为研究对象，分析腐蚀尤其是点腐蚀对海洋平台钢拉伸极限强度的影响。具体研究工作如下：
　　1、利用ABAQUS和MATLAB，采用参数化建模，协同计算的方法，实现了随机分布腐蚀板三维模型从有限元前处理、计算和后处理全过程的完全自动化计算。通过ABAQUS有限元软件进行计算，验证了随机有限元法在非线性仿真计算中的可行性，为下一步工作做铺垫。
　　2、对不同腐蚀率、不同屈强比的随机分布腐蚀板模型进行仿真计算，提取极限载荷和弹性刚度数据并进行统计分析，得到了腐蚀率、屈强比与剩余极限载荷比值、弹性刚度折损之间的定量统计关系。
　　3、以WDH370钢材为母材，加工标准拉伸试验试件，对单、双面分布随机腐蚀坑钢板试件进行拉伸试验，分析单双面腐蚀坑分布对极限载荷的影响，与前文数值仿真的结果相比较，验证了腐蚀率与剩余极限载荷比值之间的关系。

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1 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 腐蚀对极限强度影响的研究现状

1.3 极限强度计算方法

1.4 论文研究内容

2 极限强度分析基本理论

2.1 蒙特卡罗法

2.2 有限元六面体网格生成方法

2.3 结构非线性分析理论

2.4 本章小结

3 极限强度的计算方案

3.1 自动化计算流程

3.2 MATLAB和ABAQUS协同计算

3.3 算例计算

3.4 本章小结

4 腐蚀板极限强度仿真分析

4.1 问题描述

4.2 仿真计算结果

4.3 仿真计算结果统计分析

4.4 本章小结

5 腐蚀板拉伸强度试验

5.1 概述

5.2 拉伸试验方案

5.3 拉伸试验及其分析

5.4 本章小结

6 总结和展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录