錨鏈腐蝕磨損累積損傷評(píng)估方法研究.pdf

1、錨鏈長(zhǎng)期位于海洋腐蝕環(huán)境中，在風(fēng)、浪、流與海面浮體運(yùn)動(dòng)聯(lián)合作用下勢(shì)必發(fā)生腐蝕與磨損，形成的累積損傷將影響錨泊系統(tǒng)的安全性，因而有必要對(duì)全壽命期內(nèi)錨鏈的損傷情況進(jìn)行可靠的評(píng)估。
　　本文旨在研究在海洋環(huán)境動(dòng)力要素與平臺(tái)運(yùn)動(dòng)聯(lián)合作用下的錨鏈全域內(nèi)各節(jié)點(diǎn)接觸面及鏈環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)部響應(yīng)的分析方法，建立長(zhǎng)期動(dòng)力響應(yīng)的工程化數(shù)值模型。借助數(shù)值模擬的計(jì)算結(jié)果研究錨鏈節(jié)點(diǎn)接觸表面的腐蝕和鏈環(huán)間摩擦作用之間的影響規(guī)律、耦合機(jī)理，建立錨鏈節(jié)點(diǎn)接觸面累積腐蝕

2、、磨損耦合損傷的工程化評(píng)價(jià)模型。最終，為錨鏈在全壽命期內(nèi)的局部強(qiáng)度與累積損傷提供評(píng)估依據(jù)。
　　基于上述研究目標(biāo)，首先借助有限元軟件ANSYS14.0對(duì)R4級(jí)系泊鏈鋼制92mm無(wú)檔錨鏈的拉伸和扭轉(zhuǎn)載荷下的力學(xué)行為做了大量的數(shù)值模擬研究，對(duì)錨鏈接觸行為數(shù)值模擬這一關(guān)鍵性基礎(chǔ)技術(shù)的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行了較為詳細(xì)的討論。在彈塑性有限元分析中考慮了材料非線(xiàn)性、接觸非線(xiàn)性及檢驗(yàn)載荷產(chǎn)生的殘余應(yīng)力對(duì)錨鏈疲勞壽命的影響。
　　其次，通過(guò)數(shù)值計(jì)算研

3、究了錨鏈的拉伸特性與扭轉(zhuǎn)特性。扭轉(zhuǎn)響應(yīng)（扭矩與鏈環(huán)間隙）與軸向拉力、扭轉(zhuǎn)角度呈非線(xiàn)性關(guān)系，隨軸向拉力、扭轉(zhuǎn)角度的提高，非線(xiàn)性程度增強(qiáng)。高軸向載荷下的低程度扭轉(zhuǎn)與低軸向載荷下的高程度扭轉(zhuǎn)均會(huì)產(chǎn)生高水平應(yīng)力?；诖罅繑?shù)值模擬的數(shù)據(jù)擬合出無(wú)檔錨鏈在給定轉(zhuǎn)角及軸向載荷下的簡(jiǎn)化扭矩計(jì)算公式。
　　最后，憑借非線(xiàn)性數(shù)值模擬技術(shù)，基于長(zhǎng)期觀測(cè)的錨鏈腐蝕數(shù)據(jù)而提出的腐蝕速率模型，將Archard磨損理論與微動(dòng)磨損機(jī)理相結(jié)合，推導(dǎo)出錨鏈微動(dòng)磨損定量