运动流体对管道内壁腐蚀损伤的计算模型研究

从管道的内腐蚀问题入手，建立基于损伤机制的腐蚀模型，在应用基础理论研究中有重要价值。以力学模型为载体，考虑流体介质性能、流体速度、固体表面性能劣化、温度和压力等多因素的影响和耦合关系，建立流体介质腐蚀物理数学模型，以有限元方法对腐蚀的损伤过程进行模拟。根据材料结构的特点，考虑各种载荷和各种环境因素的非线性耦合作用，建立材料的广义腐蚀损伤参量表达形式。在流体介质腐蚀，流固耦合，固体表面力学性能变化和复杂应力状态的各层面结合上揭示材料的总体和局部损伤演化规律，建立物理和数学计算模型。探讨可以描述腐蚀对固体的整体减薄效应和局部损伤统一描述的模型，引入随时间和应力状态变化的腐蚀深度函数，建立可动边界计算方法和构造失效单元技术。引入陡梯度表面力学参数模型，得到腐蚀随时间非线性变化的规律。研究成果将对我国工业领域流体介质引起的材料腐蚀问题提供理论和实验依据，给出相应的计算方法和评估准则。