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金属结构材料腐蚀疲劳寿命预测模型的研究进展 被引量：4
1
作者 徐会会 奥妮 +5 位作者 吴圣川 吕昭 沈朝 吴伟 刘智勇 康国政 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期1-33,共33页
腐蚀疲劳是工业装备的主要失效模式之一.随着新技术的不断发展,航空航天、轨道交通、海洋设施等重大装备向着高可靠性、长寿命及智能化方向发展,亟需准确、高效的腐蚀疲劳寿命预测方法.论文对金属材料的腐蚀疲劳损伤机理进行了简要总结... 腐蚀疲劳是工业装备的主要失效模式之一.随着新技术的不断发展,航空航天、轨道交通、海洋设施等重大装备向着高可靠性、长寿命及智能化方向发展,亟需准确、高效的腐蚀疲劳寿命预测方法.论文对金属材料的腐蚀疲劳损伤机理进行了简要总结并对寿命预测模型进行了系统归纳与评述,提出未来的研究趋势与方向.具体地,首先介绍了腐蚀坑的萌生和生长、裂纹萌生及扩展的机理;其次总结了预腐蚀疲劳的断裂力学及损伤力学寿命预测模型,再次归纳了腐蚀疲劳的断裂力学、损伤力学及数据驱动寿命预测模型;进一步地,综合概括了现有寿命预测模型的优点和不足;最后,基于当前的研究指出未来可能的发展方向,一方面可以借助三维成像技术实现蚀坑向裂纹转变阶段和短裂纹扩展阶段的可视化研究,以改进现有的断裂力学模型;另一方面可以建立新型的多尺度多阶段寿命预测模型或利用新兴的数据驱动-物理融合方法实现腐蚀疲劳寿命预测. 展开更多
关键词 金属材料 腐蚀环境 疲劳寿命 断裂力学 损伤力学 数据驱动
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海工混凝土环境损伤力学研究进展 被引量：1
2
作者 陈建康 杨敏 《力学与实践》 北大核心 2023年第3期499-512,共14页
海工混凝土结构的安全性与耐久性是值得力学学科关注的重要问题。钢筋混凝土是由素混凝土基体和加强钢筋组成的复合材料。在海水中的氯离子腐蚀下钢筋会发生锈蚀,而在海洋环境的各种化学因素和物理因素作用下会导致素混凝土基体中的微... 海工混凝土结构的安全性与耐久性是值得力学学科关注的重要问题。钢筋混凝土是由素混凝土基体和加强钢筋组成的复合材料。在海水中的氯离子腐蚀下钢筋会发生锈蚀,而在海洋环境的各种化学因素和物理因素作用下会导致素混凝土基体中的微裂纹成核与长大。腐蚀损伤会导致氯离子扩散系数增加,钢筋锈蚀加速,最终导致混凝土结构的安全性与耐久性降低。海工混凝土的损伤由化学因素和物理因素所诱发,化学因素包括碳化和侵蚀性离子(氯离子、硫酸根离子和镁离子)的攻击,而物理因素包括温度、湿度、波浪冲蚀和紫外辐射等。本文介绍了海工混凝土环境损伤力学的研究进展,首先讨论了环境损伤的诱发机理,然后介绍了环境损伤力学的理论模型,包括钢筋坑蚀的概率模型、硫酸盐腐蚀下混凝土损伤演化的模型和断裂韧性演化模型、波浪冲蚀模型等。腐蚀损伤对氯离子扩散的耦合作用也进行了评述,强调了如果不考虑腐蚀损伤的影响,关于氯离子在混凝土中扩散的分析结果有可能是错误的。最后,提出了几个未来需要解决的重要问题。 展开更多
关键词 海工混凝土 化学腐蚀 物理劣化 环境损伤力学 耐久性
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钢结构钢材腐蚀疲劳损伤研究综述 被引量：1
3
作者 魏欢欢 郑东东 +2 位作者 陈晨 席培峰 万亮婷 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2022年第S02期1302-1306,共5页
长期处于极端复杂环境下的工程钢结构,若在循环往复荷载及随机荷载作用下,建筑体系的承重构件本身更易发生疲劳失效,并且采用传统设计方法时,往往难以满足实际工程结构的正常使用年限需求,致使结构构件的安全性与可靠性得不到确切保障... 长期处于极端复杂环境下的工程钢结构,若在循环往复荷载及随机荷载作用下,建筑体系的承重构件本身更易发生疲劳失效,并且采用传统设计方法时,往往难以满足实际工程结构的正常使用年限需求,致使结构构件的安全性与可靠性得不到确切保障。因此,通过介绍相关课题研究领域内工程结构腐蚀疲劳寿命较为常用的分析方法,即可分为基于经典断裂力学的疲劳分析方法和基于损伤力学的疲劳分析方法,对其具体使用范围进行介绍后,旨在将其推广应用于实际工程结构疲劳断裂失效的具体分析过程,以及相应的损伤理论分析中,最后为工程结构的疲劳设计及验算提供理论基础和科学依据。 展开更多
关键词 钢结构 极端复杂环境 往复荷载 疲劳失效 裂纹扩展 损伤力学
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高低温交替海洋环境Ti6Al4V合金的腐蚀损伤机理
4
作者 陈伟 胡素影 +5 位作者 向林 高旭 陶健全 陈永君 孙际鹏 解志文 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期237-246,共10页
目的探究高低温交替海洋服役环境中Ti6Al4V合金的腐蚀损伤失效过程,揭示高温氧化、沉积盐膜、频繁启动工作模式耦合作用下合金的腐蚀损伤与退化机理。方法采用高温氧化、高温氧化-盐雾交替和高温氧化-海水浸泡交替试验方法,对Ti6Al4V合... 目的探究高低温交替海洋服役环境中Ti6Al4V合金的腐蚀损伤失效过程,揭示高温氧化、沉积盐膜、频繁启动工作模式耦合作用下合金的腐蚀损伤与退化机理。方法采用高温氧化、高温氧化-盐雾交替和高温氧化-海水浸泡交替试验方法,对Ti6Al4V合金腐蚀失效行为进行了全面评估;利用X-射线衍射仪(XRD)、X-射线光电子能谱仪(XPS)与扫描电子显微镜(SEM)等微尺度检测分析仪器,全面解析了合金损伤失效过程中表面物相结构、腐蚀产物成分及表/截面形貌特征。结果650℃氧化400 h后,Ti6Al4V合金表面氧化层(TiO_(2)+Al_(2)O_(3))生长致密且均匀;经50循环高温氧化-盐雾交替试验后,Ti6Al4V合金遭受加速腐蚀损伤,表面存在明显点蚀,氧化层出现分层剥落;经50循环高温氧化-海水浸泡试验后,Ti6Al4V合金腐蚀损伤进一步加速,但氧化层生长迅速,整体增重达5.167 mg/cm^(2)。结论高温氧化过程中Ti6Al4V合金表面氧化层呈缓慢均匀生长特征,具有优良的抗氧化性。高低温交替工作模式加速了氧化膜快速生长与结构破坏,Cl^(-)的浓度对Ti6Al4V合金表面氧化层的降解具有显著驱动作用,且Cl^(-)浓度越高腐蚀降解越严重。随着样品表面氧化层的致密性和完整性被破坏,混合盐逐渐侵入氧化层内部,加剧了氯化物的挥发,表明Ti6Al4V合金在高低温交替环境下抗腐蚀性较差。 展开更多
关键词 TI6AL4V合金 海洋环境 高温氧化 高温氧化-盐雾交替 高温氧化-浸泡交替 腐蚀损伤机理
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