海洋平台结构钢腐蚀疲劳裂纹扩展的研究

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1、犬ｉｔ裡大學ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士字位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ—海洋平台结构钢腐蚀疲劳裂纹扩展的研究学科专业船舶与海洋结构物设计制造丁振作者姓名ｇ＿：ｒ教授指导教师——刘刚副教授——２０１５年６月答辩日期硕士学位论文海洋平台结构钢腐蚀疲劳裂纹扩展的研究ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＣｏｒｒｏｓｉｏｎＦａｔｉｕｅＣｒａｃｋＧｒｏｗｔｈｇｏｆＯｆｆｓｈｏｒｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅＳｔｅｅｌ作者姓名：丁振学科、专业：有５船赫＿＿册纖：２１２０８

2、０３６学号指导教师一教授刘刚副教授：黄完成日期：２０１５年４月２６曰大理工大摩ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中巳经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体巳经发表的研究成果，也不包含其他巳申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均巳在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：作者签名：抓日期：年

3、‘月丨５日．大连理工大学硕士学位论文摘要对海洋平台结构钢进行腐蚀疲劳裂纹扩展（ＣＦＣＧ）的研究在工程实际中有着十分一般在０ＭＰａ至６００ＭＰａ重要的意义。海洋平台结构钢的屈服强度３０之间。其在腐烛环境下的裂纹扩展机理为阳极溶解。在对海洋平台结构钢ＣＦＣＧ的研究中，多数工作是直接通过试验拟合速率模型，很少从机理上开展研究。本文基于阳极溶解机理，结合疲劳裂纹扩展试验，研究海洋平台结构钢在腐烛环境下的裂纹扩展特性。首先，本文以海洋平台常用结构钢Ｄ３６钢的三点弯曲试样为研究对象，开展空气中的常规疲劳裂纹扩展试验。为了更加精确地确定裂纹长度ｆｌ，得，选

4、用裂纹张开位移法到了裂纹扩展速率曲线。讨论了应力比和加载频率对速率曲线的影响。基于Ｗａｌｋｅｒ公式，拟合了Ｄ３６钢的疲劳裂纹扩展速率模型。：认为在腐烛环境中然后，本文引入了阳极溶解的概念，应力集中使裂纹尖端发生了局部塑性变形。于是电极电位下降，阳极发生氧化反应。以电化当量为过渡参数，得到一个周期内裂纹由于阳极溶解导致的平均扩展速率。探讨了裂尖电流密度与应变以及应变速率的关系，拟合出阳极溶解导致的ＣＦＣＧ速率表达式。最后，本文设计并完成了Ｄ３６钢在人工海水环境中的ＣＦＣＧ试验。讨论了应力比和加载频率对速率曲线的影响。结合空气中的疲劳裂纹扩展速率模型与阳极溶解速率模

5、型，建立了Ｄ３６钢在海水环境中的ＣＦＣＧ速率模型。关键词：腐烛疲劳裂纹炉展；阳极溶解；裂纹ｔ展试验；速率模型－－Ｉ海洋平台结构钢腐烛疲劳裂纹扩展的研宄ＳｔｕｄｏｎｔｈｅＣｏｒｒｏｓｉｏｎＦａｔｉｕｅＣｒａｃｋＧｒｏｗｔｈｏｆＯｆｆｓｈｏｒｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅＳｔｅｅｌｙｇＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅＳｔｕｄｙｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｆａｔｉｇｕｅｃｒａｃｋｇｒｏｗｔｈＣＦＣＧｏｆｏｆｆｓｈｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｔｅｅｌｉｓ（）ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｎｒａｃｔｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅｙｉｅｌｄｉ

6、ｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｏｆｆｓｈｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｔｅｅｌｉｓｐｇｅｎｅｒａｌｌｙｆｏｒｍ３００ＭＰａｔｏ６００ＭＰａ．Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｆａｔｉｕｅｃｒａｃｋｇｒｏｗｔｈｉｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｓａｎｏｄｉｃｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ．ＳｏｆａｒｍｏｓｔｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｏｎＣＦＣＧｏｆｏｆｆｓｈｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｔｅｅｌｈａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｔｏｆｉｔｃｒａｃｋｇｒｏｗｔｈｃｕｒｖｅ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｆｅｗｒｅｓ

7、ｅａｒｃｈｈａｓｂｅｅｎｃｏｎｃｅｒｎｅｄａｂｏｕｔａｎｏｄｉｃｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ．ＩｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｔｈｅＣＦＣＧｏｆｏｆｆｓｈｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｔｅｅｌｉｓ，ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｗｉｔｈｃｒａｃｋｇｒｏｗｔｈｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅａｎｏｄｉｃｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ．