干湿交替环境下海洋钢腐蚀疲劳裂纹扩展模型研究

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1、犬遠拔－大‘爱ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士享位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ干湿交替环境下海洋钢腐蚀疲劳裂纹扩展模型研究结木勾工胃学科专业作者姓名吴體教＾指导教师２０５＼ｎ答辩日期＿＾＿＾■？．、．？Ｊｆ，ｉＩ■ｉ，－？Ｉ‘－？－：？１？－？Ｖ．，＾■－ｔｕ‘．．．，Ｊ．＇硕士学位论文干湿交替环境下海洋钢腐蚀疲劳裂纹扩展模型研究ＳｔｕｄｏｎＣｏｒｒｏｓｉｏｎＦａｔ

2、ｉｕｅＣｒａｃｋＧｒｏｗｔｈＭｏｄｅｌｏｆＭａｒｉｎｅＳｔｅｅｌｙｇｕｎｄｅｒＤｒｙａｎｄＷｅｔＣｃｌｉｃＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓｙ作者姓名：洪波学科、专业：结构工程学号：２１２０６１３０指导教师：吴智敏教授完成日期：２０１５年５月４日大違理工大摩ＤａＫａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ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已经发表

3、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：干湿交替环境下海洋钢腐姓疲劳裂纹扩展模型研究作者签名：氣ｖＡ日期：年日＿＾５＿＿１＿月立大连理工大学硕士学位论文摘要海洋平台大多采用钢结构，其耐久性能影响着整个结构的寿命。海洋钢不仅受到海水的化学腐烛作用，还受到海洋洋流的交变荷载作用。研究表明，海洋潮差区和浪花飞溅区是腐蚀最严重的部位。现有的研究大多考虑金属在静海水下的腐蚀疲劳特性或者流动

4、海水腐蚀性能，而忽视了海水干湿交替环境变化的影响。实际上，海洋平台不同的高度，干湿环境不尽相同。因此，研宄干湿交替下海洋钢腐烛疲劳裂纹扩展是很有必要的。本文对干湿交替环境下腐烛疲劳裂纹扩展速率进行了三方面的研究：１）相同荷载频率作用下，不词干湿交替时间比（干湿比）对裂纹扩展速率的影响；２）相同干湿比，不同加载频率对裂纹扩展速率的影响；３）多种环境因素综合影响下疲劳裂纹扩展模型。为此，本文采用Ｄ３６海洋平台用钢做成的三点弯曲试样进行腐烛疲劳试验。试验工况涉及不同的干湿交替环境，频率，应力比，阴极保护电位。本文还采用基于遗传算法优化的ＢＰ神经网络算法来

5、拟合Ｐａｒｉｓ公式中系数，进而得到了裂纹扩展速率模型。研宄表明，干湿交替只有在低频荷载作用下有显著影响一，对于高频情况影响不大于同干湿交；对替时间比，随着频率的降低，呈现出先基本不变，后逐渐增大的趋势。对低频率低应力强度因子幅度的情况，随着干湿交替的时间比的减小，裂纹扩展速率存在先增大后减小现象，存在使裂纹扩展速率达到最大的临界干湿比。考虑复杂环境因素（加载频率、应力比、干湿交替时间比、外加电位等）用基，采于遗传算法的ＢＰ神经网络优化算法建立了腐烛疲劳裂纹扩展速率的Ｐａｒｉｓ方程。与传统－ＢＰ模型模型对比，，该模型具有精度高，适用性好，可扩展等优点

6、。基于ＧＡ本文提出了特定条件下，低应力强度因子幅度的裂纹扩展速率与干湿比符合三次多项式的关系。“”三次多项式的极值点，对应着该种环境下的临界干湿比。关键词：干湿交替；腐烛疲劳；裂纹扩展速率；钢结构－－Ｉ干湿交替环境下海洋钢腐烛疲劳裂纹扩展模型研究ＳｔｕｄｙｏｎＣｏｒｒｏｓｉｏｎＦａｔｉｕｅＣｒａｃｋＧｒｏｗｔｈＭｏｄｅｌｏｆＭａｒｉｎｅＳｔｅｅｌｇｕｎｄｅｒＤｒａｎｄＷｅｔＣｃｌｉｃＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓｙｙＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｔｒｅｎｄｔｏｗａｒｄｓｔｈｅｕｓｅｏｆｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

7、ｉｎｏｃｅａｎｏｆｉｈｏｒｅｍａｋｅｓｉｔｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｓｔｕｄｙｃｏｒｒｏｓｉｏｎｆｅｔｉｕｅｃｒａｃｋｒｏｗｔｈｒａｔｅＦＣＧＲｗｈｉｃｈｈａｓａｎｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｇｇ（Ｃ）ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｍａｒｉｎｅｓｔｅｅｌｎｏｔｏｎｌｙｒｅｃｅｉｖｅｓｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｓｅａｗａｔｅｒ，ｂｕｔａｌｓｏｂｅｉａｃｔｅｄｂｏｃｅａｎｃｕｒｒｅｎｔｓ