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海洋油气管道在铺设前期及铺设过程中会不可避免的引入焊接残余应力，同时，其常年处于海水腐蚀环境，疲劳破坏往往在循环应力和腐蚀环境的协同作用下发生，即发生腐蚀疲劳。本文基于海洋油气管道常用钢种X65钢，考虑焊接残余应力的影响，研究其腐蚀疲劳裂纹扩展性能，主要从以下三方面展开：
第一部分采用焊接热力模拟的方式来描述焊接残余应力的产生过程和分布情况。利用ABAQUS有限元分析软件，采用热弹塑性法，基于双椭球形体热源的DFLUX子程序，模拟焊接热源来描述钢板焊接过程。并针对影响焊接残余应力的相关参数进行敏感性分析，发现钢板焊接残余应力对焊接速度和电弧效率利用系数敏感；而对辐射系数和环境温度不敏感。最终采用钢板焊接后切割出CT试样的建模方法，得出焊后切割出的CT试件的残余应力分布情况。
第二部分制定了考虑焊接残余应力影响的腐蚀疲劳试验规划。基于YYF-50腐蚀疲劳试验机，采用涂覆绝缘胶操作降低了腐蚀溶液环境下的数据波动问题，完成了技术改进工作。拟定了钢板焊接方案，并采用标准紧凑型CT试样，制定试验方案。以缺口分别位于焊接热影响区和母材的试件为研究对象，拟定分别在空气和3.5%NaCl腐蚀溶液环境中的试验方案，以研究焊接残余应力对X65钢腐蚀疲劳裂纹扩展性能的影响。
第三部分基于试验数据处理结果和断口形貌观察，研究焊接残余应力对腐蚀疲劳裂纹扩展的影响，以及腐蚀溶液和加载频率对存在焊接残余应力试件疲劳裂纹扩展的影响。选定七点增量多项式法进行数据处理，利用线性外推法得出在不同环境下X65钢焊接热影响区和母材的裂纹扩展阈值，并分析Paris常数C和m值随环境及试样变化的异同。通过对比试件的da/dN~ΔK图像，得出焊接残余压应力的存在会提高应力强度因子门槛值ΔKth，降低稳定扩展阶段的裂纹扩展速率并提高X65钢的断裂韧度；腐蚀溶液的存在将会提高应力强度因子门槛值ΔKth，提高稳定扩展阶段的疲劳裂纹扩展速率及X65钢的断裂韧度。
第一部分采用焊接热力模拟的方式来描述焊接残余应力的产生过程和分布情况。利用ABAQUS有限元分析软件，采用热弹塑性法，基于双椭球形体热源的DFLUX子程序，模拟焊接热源来描述钢板焊接过程。并针对影响焊接残余应力的相关参数进行敏感性分析，发现钢板焊接残余应力对焊接速度和电弧效率利用系数敏感；而对辐射系数和环境温度不敏感。最终采用钢板焊接后切割出CT试样的建模方法，得出焊后切割出的CT试件的残余应力分布情况。
第二部分制定了考虑焊接残余应力影响的腐蚀疲劳试验规划。基于YYF-50腐蚀疲劳试验机，采用涂覆绝缘胶操作降低了腐蚀溶液环境下的数据波动问题，完成了技术改进工作。拟定了钢板焊接方案，并采用标准紧凑型CT试样，制定试验方案。以缺口分别位于焊接热影响区和母材的试件为研究对象，拟定分别在空气和3.5%NaCl腐蚀溶液环境中的试验方案，以研究焊接残余应力对X65钢腐蚀疲劳裂纹扩展性能的影响。
第三部分基于试验数据处理结果和断口形貌观察，研究焊接残余应力对腐蚀疲劳裂纹扩展的影响，以及腐蚀溶液和加载频率对存在焊接残余应力试件疲劳裂纹扩展的影响。选定七点增量多项式法进行数据处理，利用线性外推法得出在不同环境下X65钢焊接热影响区和母材的裂纹扩展阈值，并分析Paris常数C和m值随环境及试样变化的异同。通过对比试件的da/dN~ΔK图像，得出焊接残余压应力的存在会提高应力强度因子门槛值ΔKth，降低稳定扩展阶段的裂纹扩展速率并提高X65钢的断裂韧度；腐蚀溶液的存在将会提高应力强度因子门槛值ΔKth，提高稳定扩展阶段的疲劳裂纹扩展速率及X65钢的断裂韧度。