水下钢结构修复用摩擦叠焊的连接机理和特性研究

我国在役海洋石油平台、海底管道等钢结构的损伤事故日渐增多，但却缺乏可靠实用的配套水下损伤修复技术。摩擦叠焊作为一种新型的固相连接技术，在海洋石油钢结构的水下损伤修复方面应用潜力巨大，但目前国内围绕该技术的相关报道和各种研究工作尚属空白。本项目将计算机数值模拟与实验研究相结合，采用固体力学有限元热力耦合来分析摩擦叠焊单元成型过程(FHPP)中的应力-应变场、温度场，采用计算流体力学等手段来研究其中塑性金属的流动情况；通过在摩擦叠焊实验装置上系统进行单元成型、焊缝成型过程的实验研究，分析讨论各种因素对连接质量的影响规律，在此基础上制定较为合理的规范参数，并根据实测的温度、挤压应力等数据修正相关的理论模型。研究成果有助于揭示摩擦叠焊技术的成型机理和连接特性，能够为研制开发具有自主知识产权的海洋石油钢结构水下焊接修复技术与装备提供理论指导，并最终提高我国海洋石油工程安全保障配套技术的总体水平。