《腐蝕損傷致船體結構極限強度趨弱機理及評估方法研究》是依託哈爾濱工業大學，由張岩擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：腐蝕損傷致船體結構極限強度趨弱機理及評估方法研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張岩
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
船體結構是典型的“薄壁組合”結構，容易發生構件屈曲；腐蝕損傷而使構件厚度減薄，進一步加大構件發生屈曲的危險性。船體結構的腐蝕損傷表現為“全面腐蝕減薄+腐蝕凹坑”，導致結構的複雜應力場。對於含腐蝕損傷船體結構極限強度的評估方法，目前大多研究停留在定性階段、已有的量化計算公式較難在實際工程中套用。.針對上述研究現狀，本項目提出開展腐蝕損傷對結構極限強度產生影響的機理和規律研究，並以實船腐蝕損傷檢測參數（凹坑數目、平均凹坑深度、最大凹坑深度、平均坑口直徑和最大坑口直徑）為分析基礎，通過理論分析、數值實驗與模型試驗相結合，研究基於腐蝕損傷參數的船體結構極限強度計算公式；目的是揭示“腐蝕凹坑”導致複雜應力場的機理，確立腐蝕損傷參數與極限強度間的量化關係，建立可普遍適用的含腐蝕損傷船體結構極限強度的評估方法，並對船體結構安全評估領域的理論創新做出一定貢獻。
結題摘要
腐蝕損傷是船體結構全壽命期內最主要的損傷形式之一，它將引起結構極限強度的降低，從而威脅到船體結構的安全。目前關於腐蝕損傷對船體結構極限強度的影響，只是在設計階段根據經驗數據預留了腐蝕餘量。在船舶服役期內，還沒有規範認定的方法對腐蝕損傷船體結構極限強度進行評估，也缺乏腐蝕損傷引起船體結構極限強度趨弱機理的研究。 本項目著重研究船體結構在服役期內出現腐蝕損傷後結構極限強度的評估方法，研究中密切結合腐蝕損傷檢測數據，探索腐蝕損傷參數與極限強度之間的關係。首先通過對實船腐蝕損傷檢測參數的分析，找到了不同檢測參數（蝕坑數目、最大蝕坑直徑、平均蝕坑直徑、最大蝕坑深度和平均蝕坑深度）之間的相互關係，經過公式計算和計算機編程，可以將這些檢測參數綜合分析轉換成一個參數（腐蝕體積），從而用這個參數來進一步評估船體結構的極限強度。然後採用有限元數值計算方法，建立大量與實船結構相符的腐蝕損傷船體結構模型並計算極限強度，通過統計學分析得到了腐蝕體積與船體結構極限強度之間的量化公式。由於腐蝕體積可由腐蝕損傷檢測參數計算得到，船體結構計算模型與實船相符，因此上述公式可在工程分析中用來評估腐蝕損傷船體結構極限強度。最後選取實船中具有腐蝕損傷的結構實施腐蝕損傷檢測和極限強度試驗，驗證了上述公式和計算方法的正確性。 在腐蝕損傷船體結構極限強度評估方面，很多學者研究了腐蝕損傷與極限強度的定性關係，在量化計算和評估方面的報導較少。本項目將多個腐蝕損傷檢測參數轉換為一個參數，並用於計算船體結構極限強度，擴展了分析思路，並且充分考慮到工程分析的實用性，在船體結構安全評估領域具有重要的科學意義。
