中文摘要：

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。

结论摘要：

运动流体对管道内壁腐蚀影响管道的使用寿命和油气输送的安全。本项目以金属电化学腐蚀为主，研究了不同材料偶接的电偶腐蚀行为。讨论了溶液中物质的传递过程，应力作用下金属的电势变化以及腐蚀速率通常的表示方法。在理论分析中，针对腐蚀在固体材料和流体界面发生，分别建立金属材料和溶液的计算模型。考虑到问题的复杂性，采用交替解法模拟腐蚀。腐蚀进行过程中，金属与溶液交界面上电化学位相等，这也是耦合两者的物理量。通过将应力作用下金属电势的变化值作为边界条件赋给溶液部分，计算溶液中的电势分布，从而计算各粒子的通量分布，进而积分得到决定腐蚀速度大小的电流值。另外，根据Faraday定律计算阳极腐蚀区域完全被腐蚀所需要的时间。通过计算，得到了材料在各阶段的腐蚀形貌，以及溶液电势及各粒子通量的分布图，并最终给出腐蚀时间与腐蚀深度之间的关系图。此外，还考虑了不同因素对腐蚀速度的影响，包括溶液pH值、溶液流速以及腐蚀温度。本项目还针对应力腐蚀的早期监测，发展了光测散斑干涉技术，用于定量分析在不同溶液浓度和温度下的腐蚀程度。