海洋环境结构腐蚀损伤微观-宏观数字仿真

【作者】 吕胜利； 张伟； 姚磊江； 童小燕；

【机构】 西北工业大学； 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)；

【摘要】 本文针对海洋环境复杂结构腐蚀损伤数字仿真技术计算难题,主要从腐蚀损伤海洋工程复杂结构数字化建模方法出发,重点介绍作者提出的宏观模型与细观模型相结合的腐蚀损伤复杂结构建模数字仿真方法。首先应用近场动力学理论微观模拟高强度铝合金的腐蚀损伤,建立了求解离子扩散控制方程的隐式有限差分方法,并在MATLAB中实现;提出了基于无网格近场动力学方法的腐蚀坑形核与生长预测算法,并对不同形状的腐蚀坑在生长过程中的形态演化进行了模拟,得到了宽而浅和钻蚀型腐蚀坑的形态演化结果。另外基于复杂海洋结构的腐蚀形貌,完成海洋结构含腐蚀损伤的实体模型重建,然后利用软件ABAQUS对重建细观模型进行有限元分析,得到含腐蚀损伤的海洋结构局部实体模型应力分布计算结果,即通过宏观与细观模型的结合转化实现基于腐蚀形貌几何重构对复杂结构局部危险区腐蚀损伤仿真分析,实现了海洋工程结构服役安全的真实模拟,为复杂工程结构腐蚀损伤及失效过程的数字仿真试验提供基础。更多还原