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一种腐蚀形貌演化模拟方法技术

技术编号:45084582 阅读:19 留言:0更新日期:2025-04-25 18:22
一种腐蚀形貌演化模拟方法,涉及金属腐蚀表面重构建模方法,包括以下步骤:S1:提取不同腐蚀阶段下的腐蚀演化特征参数;S2:建立初始均匀腐蚀模型;S3:基于初始蚀坑形貌和初始质量损失率随机生成初始点蚀模型;S4:基于当前均匀腐蚀厚度以减厚法建立当前均匀腐蚀模型;S5:以初始点蚀模型中蚀坑位置不变,以当前蚀坑形貌确定蚀坑尺寸增长均值,以当前点蚀质量损失率控制蚀坑尺寸随机分布范围,生成当前点蚀模型;S6:当前均匀腐蚀模型扣减当前点蚀模型,得到腐蚀形貌演化模型;S7:重复S4‑S6建立不同腐蚀阶段形貌模型;S8:网格划分,数值计算。该方法可模拟真实腐蚀演化中蚀坑随机分布和原位长大特征。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属腐蚀表面重构建模方法,具体涉及一种腐蚀形貌演化模拟方法


技术介绍

1、钢结构因其轻质高强的特性在建筑结构领域、桥梁结构领域、海洋风电领域等都得到了普遍运用,钢材或者钢构件在长时间的服役过程将遭到环境腐蚀作用,腐蚀一方面会造成钢材厚度的整体减小,另一方面因其腐蚀表面局部环境的差异造成表面粗糙不平,这两方面的因素都会劣化其力学性能,从而影响结构的耐久性和安全性。而在有限元软件中实现金属腐蚀后表面真实形貌的还原是进行钢结构力学性能分析的基础,进一步考虑劣化钢结构的整体性能。

2、目前普遍的建模方法没有吻合不同阶段的腐蚀参数或者使用规则的几何形状模拟腐蚀凹凸表面,与腐蚀试验或者真实腐蚀后表面形貌大相径庭导致模拟结果不精确,有的基于逆向建模的三维拓扑的方法虽然可以还原一部分真实形貌,但是拓扑的区域和粗糙度较小,效率低,无法反映全面腐蚀对结构应力分布的影响。因此,为了精细刻画腐蚀后表面形貌对结构力学性能的影响,需要对腐蚀后金属表面进行三维重构建模。


技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种腐蚀形貌演化模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1中所述的腐蚀形貌演化模拟方法,其特征在于:步骤S1中,不同腐蚀阶段下的腐蚀演化特征为在相同腐蚀环境下不同腐蚀时间阶段下的相同规格试样;对于不同腐蚀阶段试样除锈清洁后采用三维扫描仪获取腐蚀表面形貌三维点云模型,进一步处理表面形貌三维点云模型,获得不同腐蚀阶段下腐蚀演化特征参数;其中,蚀坑形貌包括蚀坑深度h、径深比R、蚀坑融合程度n,均匀腐蚀厚度表征为t,质量损失率表征为η。

3.根据权利要求2中所述的腐蚀形貌演化模拟方法,其特征在于:步骤S1中,所述腐蚀演化特征参数计算步骤如下:

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【技术特征摘要】

1.一种腐蚀形貌演化模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1中所述的腐蚀形貌演化模拟方法,其特征在于:步骤s1中,不同腐蚀阶段下的腐蚀演化特征为在相同腐蚀环境下不同腐蚀时间阶段下的相同规格试样;对于不同腐蚀阶段试样除锈清洁后采用三维扫描仪获取腐蚀表面形貌三维点云模型,进一步处理表面形貌三维点云模型,获得不同腐蚀阶段下腐蚀演化特征参数;其中,蚀坑形貌包括蚀坑深度h、径深比r、蚀坑融合程度n,均匀腐蚀厚度表征为t,质量损失率表征为η。

3.根据权利要求2中所述的腐蚀形貌演化模拟方法,其特征在于:步骤s1中,所述腐蚀演化特征参数计算步骤如下:

4.根据权利要求1中所述的腐蚀形貌演化模拟方法,其特征在于:步骤s2中,具体实现方式为:假定初始均匀腐蚀厚度为t1,则试样初始厚度d减去初始均匀腐蚀厚度后试样厚度为d-t1,以腐蚀表面范围确定平面尺寸,以减厚之后的厚度d-t1建立初始均匀腐蚀模型。

5.根据权利要求4中所述的腐蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员:余玉洁温家森余成就王霄翔
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:

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