錨鏈腐蝕與磨損耦合損傷機(jī)理與評(píng)估方法.pdf

1、錨鏈長期服役在惡劣的海洋環(huán)境中，必將遭受嚴(yán)重的腐蝕、磨損及其耦合損傷，進(jìn)而影響錨鏈的安全性。盡管很多學(xué)者對(duì)錨鏈鋼材料以及海洋結(jié)構(gòu)物的運(yùn)動(dòng)做了很多研究，但是目前鮮有學(xué)者對(duì)錨鏈的腐蝕磨損耦合損傷做過定量研究。因此對(duì)錨鏈在全壽命期內(nèi)的腐蝕磨損累積損傷進(jìn)行評(píng)估很有必要。
　　本文旨在研究錨鏈在海洋腐蝕環(huán)境以及平臺(tái)運(yùn)動(dòng)作用下遭受的腐蝕磨損耦合損傷作用機(jī)理，建立長期動(dòng)力響應(yīng)的工程化數(shù)值模型。借助試驗(yàn)對(duì)錨鏈鋼材料的腐蝕磨損性能進(jìn)行研究，再利用有

2、限元軟件ANSYS對(duì)鏈環(huán)間的腐蝕磨損進(jìn)行仿真計(jì)算?；谠囼?yàn)研究和有限元仿真計(jì)算，確定有限元模擬腐蝕磨損的數(shù)值方法的可靠性與準(zhǔn)確性，表明該數(shù)值方法能夠?yàn)殄^鏈在全壽命期內(nèi)的腐蝕磨損累積損傷提供評(píng)估依據(jù)。
　　基于以上研究目標(biāo)，首先對(duì)金屬的腐蝕磨損機(jī)理進(jìn)行總結(jié)，并給出了金屬間磨損加速腐蝕以及腐蝕加速磨損的作用機(jī)理;然后對(duì)錨鏈的磨損機(jī)理進(jìn)行了整理;并給出了腐蝕磨損累積損傷評(píng)估方法及流程圖。
　　然后，以22MnCrNiMo鋼為材料，

3、對(duì)其進(jìn)行電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)、無水乙醇中磨損試驗(yàn)、人工海水中磨損試驗(yàn)等試驗(yàn)研究，分別研究該材料的腐蝕性能、磨損性能以及腐蝕磨損性能，并基于試驗(yàn)結(jié)果確定數(shù)值仿真所需參數(shù)，如:材料的腐蝕速率、摩擦副的摩擦系數(shù)以及磨損系數(shù)等。
　　接下來，將試驗(yàn)得到的參數(shù)代入到數(shù)值評(píng)估方法中進(jìn)行計(jì)算，分別以磨損量和腐蝕磨損量為參照，對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果，驗(yàn)證了數(shù)值評(píng)估方法的可靠性與準(zhǔn)確性。
　　最后，基于長期觀測(cè)的錨鏈腐蝕數(shù)據(jù)而提出的腐蝕速率模型，并