CN111339700B - 核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法、装置和存储介质 - Google Patents

核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法、装置和存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN111339700B
CN111339700B CN202010100973.8A CN202010100973A CN111339700B CN 111339700 B CN111339700 B CN 111339700B CN 202010100973 A CN202010100973 A CN 202010100973A CN 111339700 B CN111339700 B CN 111339700B
Authority
CN
China
Prior art keywords
blade
barkhausen noise
nuclear turbine
stress
damage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010100973.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111339700A (zh
Inventor
徐应军
钱王洁
刘向兵
陈明亚
余伟炜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China General Nuclear Power Corp
CGN Power Co Ltd
Guangdong Nuclear Power Joint Venture Co Ltd
Suzhou Nuclear Power Research Institute Co Ltd
Original Assignee
China General Nuclear Power Corp
CGN Power Co Ltd
Guangdong Nuclear Power Joint Venture Co Ltd
Suzhou Nuclear Power Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China General Nuclear Power Corp, CGN Power Co Ltd, Guangdong Nuclear Power Joint Venture Co Ltd, Suzhou Nuclear Power Research Institute Co Ltd filed Critical China General Nuclear Power Corp
Priority to CN202010100973.8A priority Critical patent/CN111339700B/zh
Publication of CN111339700A publication Critical patent/CN111339700A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111339700B publication Critical patent/CN111339700B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/0069—Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
    • G01N2203/0073—Fatigue
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本申请涉及核电站设备管理与检测技术领域，涉及一种电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法、装置和存储介质，所述方法包括：获取核电汽轮机叶片的三维结构数据，根据所述三维数据建立所述核电汽轮机叶片的三维结构模型；对所述三维结构模型进行仿真分析，得到疲劳损伤的最大弹性交变应力和最大交变应力位置；基于所述最大弹性交变应力和所述核电汽轮机叶片的材料性能参数，制定巴克豪森噪声标定曲线；按照所述最大交变应力位置测试所述核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号；根据所述巴克豪森噪声标定曲线和所述巴克豪森噪声信号，确定所述核电汽轮机叶片的疲劳损伤。本申请提供的方案可以准确地确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤。

Description

核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法、装置和存储介质
技术领域
本申请涉及核电站设备管理与检测技术领域，特别是涉及一种核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法、装置和存储介质。
背景技术
汽轮机是核电站中最主要的设备，它是一种利用蒸汽做功的高速旋转式机械，其功能是将蒸汽的热能转变成汽轮机的机械能，并带动发电机转动发电。疲劳损伤是汽轮机叶片老化的机理之一，汽轮机的启停和变负荷使得汽轮机末级叶片受到交变的载荷/温度冲击，在叶片表面出现疲劳裂纹，随着时间的推移，裂纹将扩展，最后导致叶片发生断裂。
通过对核电汽轮机叶片进行疲劳损伤分析，可以预测核电汽轮机叶片寿命，目前基于经验公式法或有限元分析对核电汽轮机叶片进行疲劳损伤分析的方法，并不能准确地反馈核电汽轮机叶片的实际损伤情况。
发明内容
基于此，有必要针对传统方案中核电汽轮机疲劳损伤分析结果不准确的技术问题，提供一种核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法、装置和存储介质。
一种核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法，包括：
获取核电汽轮机叶片的三维结构数据，根据所述三维数据建立所述核电汽轮机叶片的三维结构模型；
对所述三维结构模型进行仿真分析，得到疲劳损伤的最大弹性交变应力和最大交变应力位置；
基于所述最大弹性交变应力和所述核电汽轮机叶片的材料性能参数，制定巴克豪森噪声标定曲线；
按照所述最大交变应力位置测试所述核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号；
根据所述巴克豪森噪声标定曲线和所述巴克豪森噪声信号，确定所述核电汽轮机叶片的疲劳损伤。
在一个实施例中，所述对所述三维结构模型进行仿真分析，包括：
设置所述三维结构模型的材料参数、边界拘束条件和载荷；
根据所述材料参数、所述边界拘束条件和所述载荷对所述三维结构模型进行仿真分析。
在一个实施例中，所述基于所述最大弹性交变应力和所述核电汽轮机叶片的材料性能参数，制定巴克豪森噪声标定曲线，包括：
根据所述最大弹性交变应力和所述核电汽轮机叶片的材料性能参数，确定无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值；
根据所述疲劳寿命平均值制备不同损伤量叶片样品；
对所述不同损伤量叶片样品进行巴克豪森噪声信号检测，得到所述不同损伤量叶片样品对应的巴克豪森噪声信号；
分别计算所述不同损伤量叶片样品各自对应的巴克豪森噪声信号的第一均方根值；
对各所述第一均方根值进行拟合，得到巴克豪森噪声标定曲线。
在一个实施例中，所述确定无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值，包括：
对叶片材料进行真应力-应变试验，得到所述核电汽轮机叶片的叶片材料的真实应力值和真实应变值；
对所述真实应力值和所述真实应变值进行应力-应变曲线拟合，得到所述叶片材料的弹性模量；
对所述真实应力值和所述真实应变值，按照R-O方程进行拟合分析，得到循环强度系数和循环应变硬化指数；
根据所述弹性模量、所述循环强度系数、所述循环应变硬化指数和所述最大弹性交变应力，计算等效弹塑性应变值；
根据所述等效弹塑性应变值对多个无损伤叶片样品进行疲劳试验，得到所述无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值。
在一个实施例中，所述根据所述弹性模量、所述循环强度系数、所述循环应变硬化指数和所述最大弹性交变应力，计算等效弹塑性应变值，包括：
根据所述弹性模量、所述循环强度系数、所述循环应变硬化指数和所述最大弹性交变应力，计算得到等效弹塑性应力；
利用稳定滞回环函数，根据所述等效弹塑性应力计算等效弹塑性应变值。
在一个实施例中，所述根据所述巴克豪森噪声标定曲线和所述巴克豪森噪声信号，确定所述核电汽轮机叶片的疲劳损伤，包括：
计算所述核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号的第二均方根值；
确定所述第二均方根值与所述巴克豪森噪声标定曲线的交点；
根据所述交点确定所述核电汽轮机叶片的疲劳损伤。
在一个实施例中，所述方法还包括：
获取所述核电汽轮机叶片的服役时间；
根据所述疲劳损伤和所述服役时间确定所述核电汽轮机叶片的疲劳寿命。
一种核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估装置，所述装置包括：
三维结构模型建立模块，用于获取核电汽轮机叶片的三维结构数据，根据所述三维数据建立所述核电汽轮机叶片的三维结构模型；
仿真分析模块，用于对所述三维结构模型进行仿真分析，得到疲劳损伤的最大弹性交变应力和最大交变应力位置；
标定曲线制定模块，用于基于所述最大弹性交变应力和所述核电汽轮机叶片的材料性能参数，制定巴克豪森噪声标定曲线；
信号测试模块，用于按照所述最大交变应力位置测试所述核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号；
疲劳损伤确定模块，用于根据所述巴克豪森噪声标定曲线和所述巴克豪森噪声信号，确定所述核电汽轮机叶片的疲劳损伤。
在一个实施例中，所述仿真分析模块，还用于：
设置所述三维结构模型的材料参数、边界拘束条件和载荷；
根据所述材料参数、所述边界拘束条件和所述载荷对所述三维结构模型进行仿真分析。
在一个实施例中，所述标定曲线制定模块，还用于：
根据所述最大弹性交变应力和所述核电汽轮机叶片的材料性能参数，确定无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值；
根据所述疲劳寿命平均值制备不同损伤量叶片样品；
对所述不同损伤量叶片样品进行巴克豪森噪声信号检测，得到所述不同损伤量叶片样品对应的巴克豪森噪声信号；
分别计算所述不同损伤量叶片样品各自对应的巴克豪森噪声信号的第一均方根值；
对各所述第一均方根值进行拟合，得到巴克豪森噪声标定曲线。
在一个实施例中，所述标定曲线制定模块，还用于：
对叶片材料进行真应力-应变试验，得到所述核电汽轮机叶片的叶片材料的真实应力值和真实应变值；
对所述真实应力值和所述真实应变值进行应力-应变曲线拟合，得到所述叶片材料的弹性模量；
对所述真实应力值和所述真实应变值，按照R-O方程进行拟合分析，得到循环强度系数和循环应变硬化指数；
根据所述弹性模量、所述循环强度系数、所述循环应变硬化指数和所述最大弹性交变应力，计算等效弹塑性应变值；
根据所述等效弹塑性应变值对多个无损伤叶片样品进行疲劳试验，得到所述无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值。
在一个实施例中，所述标定曲线制定模块，还用于：
根据所述弹性模量、所述循环强度系数、所述循环应变硬化指数和所述最大弹性交变应力，计算得到等效弹塑性应力；
利用稳定滞回环函数，根据所述等效弹塑性应力计算等效弹塑性应变值。
在一个实施例中，所述疲劳损伤确定模块，还用于：
计算所述核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号的第二均方根值；
确定所述第二均方根值与所述巴克豪森噪声标定曲线的交点；
根据所述交点确定所述核电汽轮机叶片的疲劳损伤。
在一个实施例中，所述装置还包括：
服役时间获取模块，用于获取所述核电汽轮机叶片的服役时间；
疲劳寿命确定模块，用于根据所述疲劳损伤和所述服役时间确定所述核电汽轮机叶片的疲劳寿命。
一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述任一项方法的步骤。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述任一项方法的步骤。
上述核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法、装置和存储介质，获取核电汽轮机叶片的三维结构数据，根据三维数据建立核电汽轮机叶片的三维结构模型；对三维结构模型进行仿真分析，得到疲劳损伤的最大弹性交变应力和最大交变应力位置；基于最大弹性交变应力和核电汽轮机叶片的材料性能参数，制定巴克豪森噪声标定曲线；按照最大交变应力位置测试核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号；根据巴克豪森噪声标定曲线和巴克豪森噪声信号，确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤，从而在不损伤核电汽轮机叶片的情况下，准确的预测出核电汽轮机叶片的疲劳损伤寿命，提高了生产的安全性。
附图说明
图1为一个实施例中核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法的应用环境图；
图2为一个实施例中核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法的流程示意图；
图3为一个实施例中制定巴克豪森噪声标定曲线步骤的流程示意图；
图4为一个实施例中核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法的流程示意图；
图5为一个实施例中核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估装置的结构框图；
图6为另一个实施例中核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估装置的结构框图；
图7为一个实施例中计算机设备的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
图1为一个实施例中核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法的应用环境图。参照图1，该核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法应用于核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估系统。该核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估系统包括终端110、三维扫描系统120和巴克豪森噪声信号检测仪130。终端110分别与三维扫描系统120和巴克豪森噪声信号检测仪130通过网络连接。终端110具体可以是台式终端或移动终端，移动终端具体可以手机、平板电脑、笔记本电脑等中的至少一种。
如图2所示，在一个实施例中，提供了一种核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法。本实施例主要以该方法应用于上述图1中的终端110来举例说明。参照图2，该核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法具体包括如下步骤：
S202，获取核电汽轮机叶片的三维结构数据，根据三维数据建立核电汽轮机叶片的三维结构模型。
其中，三维结构数据是核电汽轮机叶片的尺寸数据，可以是通过三维扫描系统对核电汽轮机叶片进行扫描而获得的，三维扫描系统用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质)，搜集到的数据被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型，三维扫描系统可以是Tango-S便携扫描系统。
在一个实施例中，终端通过控制三维扫描系统对核电汽轮机叶片进行扫描，三维扫描系统在扫描到核电汽轮机叶片的三维结构数据之后，将该三维结构数据发送给终端，终端在接收到三维结构数据之后，根据该三维结构数据通过仿真分析软件建立核电汽轮机叶片的三维结构模型。其中，仿真分析软件是ANSYS有限元软件，ANSYS有限元软件是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。三维结构模型可以是核电汽轮机叶片的圈叶片三维有限元分析模型，有限元单元的雅可比平均值小于1.3，纵横比平均值小于3.6，最小角度平均值小于110°，最大扭曲平均值小于0.006。
S204，对三维结构模型进行仿真分析，得到疲劳损伤的最大弹性交变应力和最大交变应力位置。
其中，最大弹性交变应力是基于理想弹性材料分析获得，其可以达到计算快速收敛的目的，节省数值仿真的时间和对终端的性能要求。
在一个实施例中，终端在建立好核电汽轮机叶的三维结构模型之后，通过仿真分析软件对该三维结构模型进行仿真分析，得到仿真分析结果，根据该仿真分析结果确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤最大弹性交变应力和最大交变应力位置。
在一个实施例中，终端在建立好核电汽轮机叶的三维结构模型之后，通过仿真分析软件设置该三维结构模型的材料参数，并设置仿真分析的边界拘束条件和载荷，然后根据设置的材料参数、边界拘束条件和载荷对该三维结构模型进行仿真，得到仿真分析结果，根据该仿真分析结果确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤最大弹性交变应力和最大交变应力位置。
S206，基于最大弹性交变应力和核电汽轮机叶片的材料性能参数，制定巴克豪森噪声标定曲线。
其中，巴克豪森噪声(Magnetic Barkhausen Noise，简称MBN)是指铁磁材料在交变磁场磁化过程中产生的电磁信号。巴克豪森噪声对铁磁材料微观缺陷、显微组织变化及应力状态非常敏感。在外部磁场作用下，晶体内部的缺陷例如析出相、位错和滑移带等与磁畴壁存在强烈的交换作用，从而显著改变巴克豪森噪声信号的强弱。巴克豪森噪声标定曲线，是根据最大弹性交变应力和核电汽轮机叶片的材料性能参数所制定的、用于分析材料的疲劳损伤巴克豪森噪声信号的曲线。
在一个实施例中，终端获取基于疲劳试验所得的核电汽轮机叶片的材料性能参数，并基于该核电汽轮机叶片的材料性能参数和仿真分析所得的最大弹性交变应力，制定巴克豪森噪声标定曲线。
S208，按照最大交变应力位置测试核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号。
其中，最大交变应力位置为核电汽轮机叶片疲劳损伤色敏感部位，最大交变应力位置至少包括核电汽轮机叶片根部和拉筋孔位置。
在一个实施例中，终端根据仿真分析所确定的核电汽轮机叶片最大交变应力位置，控制巴克豪森噪声信号检测仪，对核电汽轮机叶片进行巴克豪森噪声信号测量，得到核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号。
S210，根据巴克豪森噪声标定曲线和巴克豪森噪声信号，确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤。
在一个实施例中，终端在测得核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号之后，计算核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号的第二均方根值；确定第二均方根值与巴克豪森噪声标定曲线的交点；根据交点确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤。
在一个实施例中，终端在确定出核电汽轮机叶片的疲劳损伤之后，获取核电汽轮机叶片的服役时间；根据疲劳损伤和服役时间确定核电汽轮机叶片的疲劳寿命。具体地，终端获取不同叶片服役时间巴克豪森噪声信号的变化趋势，结合疲劳损伤和服役时间确定核电汽轮机叶片的疲劳寿命。其中，确定核电汽轮机叶片的疲劳寿命包含已服役的时间和预测未来可安全服役的时间。
上述实施例中，终端通过获取核电汽轮机叶片的三维结构数据，根据三维数据建立核电汽轮机叶片的三维结构模型；对三维结构模型进行仿真分析，得到疲劳损伤的最大弹性交变应力和最大交变应力位置；基于最大弹性交变应力和核电汽轮机叶片的材料性能参数，制定巴克豪森噪声标定曲线；按照最大交变应力位置测试核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号；根据巴克豪森噪声标定曲线和巴克豪森噪声信号，确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤，从而在不损伤核电汽轮机叶片的情况下，准确的预测出核电汽轮机叶片的疲劳损伤寿命，提高了生产的安全性。
在一个实施例中，如图3所示，S206具体包括以下步骤：
S302，根据最大弹性交变应力和核电汽轮机叶片的材料性能参数，确定无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值。
其中，无损伤叶片样品是指无初始疲劳损伤的叶片样品，
在一个实施例中，终端在通过仿真分析得到最大弹性交变应力之后，根据最大弹性交变应力和核电汽轮机叶片的材料性能参数，结合胡克定律和疲劳试验，确定出无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值。其中，本申请中疲劳试验依据GB/T 15248-2008《金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法》的技术规范进行，通过MTS 810及MTS Landmark 370电液伺服疲劳系统进行疲劳试验。
S304，根据疲劳寿命平均值制备不同损伤量叶片样品。
其中，不同损伤量叶片样品是由初始损伤程度不同的叶片材料制备的样品。
在一个实施例中，终端在确定出无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值以后，根据该疲劳寿命平均值，通过控制对不同无损伤样品的循环载荷作用次数，制备出不同损伤量的叶片样品。其中，制备不同损伤量的样品时，不同的损伤量样品对应的循环次数等于疲劳寿命平均值与损伤百分比的积。例如，确定无损伤样品的疲劳寿命平均值为N，制备出的不同损伤量的样品可以是2.5％N、5％N、10％N、20％N、30％N、40％N、50％N、60％N、70％N、80％N。
S306，对不同损伤量叶片样品进行巴克豪森噪声信号检测，得到不同损伤量叶片样品对应的巴克豪森噪声信号。
S308，分别计算不同损伤量叶片样品各自对应的巴克豪森噪声信号的第一均方根值。
其中，第一均方根值为不同损伤量叶片样品各自对应的巴克豪森噪声信号的均方根值(RMS)，其中巴克豪森噪声信号的均方根值用于衡量测得的巴克豪森噪声信号的强弱。
S310，对各第一均方根值进行拟合，得到巴克豪森噪声标定曲线。
在一个实施例中，终端计算出不同损伤量叶片样品各自对应的巴克豪森噪声信号的第一均方根值之后，以疲劳损伤量为横轴，以第一均方根为纵轴，确定不同损伤量叶片样品各自对应的第一均方根值得分布，然后对各第一均方根值进行拟合，得到对应的巴克豪森噪声标定曲线以及曲线方程。
如下式所示，为针对某CrNiCuMo材料，所制定的疲劳损伤的巴克豪森噪声标定曲线：
MBN＝f(x)＝Ax5+Bx4+Cx3+Dx2+Ex+F,x＝CUF
其中，当0≤CUF≤0.1时，A＝B＝0、C＝-2.06×10-4、D＝6.38×10-3、E＝-0.0446、F＝1；当0.1＜CUF≤0.65时：A＝-4.81×10-9、B＝5.72×10-7、C＝-2.13×10-5、D＝3.35×10-4、E＝1.88×10-4、F＝0.96653。
上述实施例中，终端通过根据最大弹性交变应力和核电汽轮机叶片的材料性能参数，确定无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值，根据疲劳寿命平均值制备不同损伤量叶片样品，对不同损伤量叶片样品进行巴克豪森噪声信号检测，得到不同损伤量叶片样品对应的巴克豪森噪声信号，分别计算不同损伤量叶片样品各自对应的巴克豪森噪声信号的第一均方根值，对各第一均方根值进行拟合，从而得到巴克豪森噪声标定曲线，以便基于该巴克豪森噪声标定曲线确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤，从而在不损伤核电汽轮机叶片的情况下，准确的预测出核电汽轮机叶片的疲劳损伤寿命，提高了生产的安全性。
在一个实施例中，S302具体包括以下步骤：对叶片材料进行真应力-应变试验，得到核电汽轮机叶片的叶片材料的真实应力值和真实应变值；对真实应力值和真实应变值进行应力-应变曲线拟合，得到叶片材料的弹性模量；对真实应力值和真实应变值，按照R-O方程进行拟合分析，得到循环强度系数和循环应变硬化指数；根据弹性模量、循环强度系数、循环应变硬化指数和最大弹性交变应力，计算等效弹塑性应变值；根据等效弹塑性应变值对多个无损伤叶片样品进行疲劳试验，得到无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值。其中，无损伤叶片样品是由无损伤叶片材料制备的样品，R-O方程为固体力学中描述弹塑性材料应力-应变关系的一个经典理论模型，其形式为：
Figure BDA0002386850930000101
式中，ε为工程应变，σ为条件应力，S0为真实应力，模型参数α和n分别为循环强度系数K'和循环应变硬化指数n'。
在一个实施例中，终端在得到核电汽轮机叶片材料的真实应力值和真实应变值之后，从得到的真实应力值和真实应变值中选取弹性段的真实应力值和真实应变值，并对该弹性段的真实应力值和真实应变值进行拟合，从而得到应力-应变曲线，并根据该应力-应变曲线，确定出叶片材料的弹性模量。
在一个实施例中，终端根据弹性模量、循环强度系数、循环应变硬化指数和最大弹性交变应力，计算得到等效弹塑性应力；利用稳定滞回环函数，根据等效弹塑性应力计算等效弹塑性应变值。
作为一个示例，对上述确定无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值的过程进行说明：
终端在获得弹性模量E和最大弹性交变应力Δσe之后，基于胡克定律(公式1)，获得薄弱位置的弹性交变应变Δεe；基于胡克定律，稳定滞回环函数(公式2)和Neuber能量相等原则(公式3)，得出等效弹塑性应力计算方程(公式4)，将弹性模量E、循环强度系数K'、循环应变硬化指数n'和最大弹性交变应力Δσe代入公式4，解方程得到等效弹塑性应力Δσep，将解得的Δσep代入公式2，从而计算出等效弹塑性应变Δεep；在计算出等效弹塑性应变Δεep之后，基于该等效弹塑性应变Δεep对多个无损伤叶片样品进行疲劳试验，即每个载荷循环的交变应变为Δεep，从而得到多个无损伤叶片样品的疲劳寿命，并计算该多个无损伤叶片样品的疲劳寿命的平均值N。其中，疲劳寿命测试中采用-Δεep～+Δεep的应力循环，而实际工况下叶片受力为0～+Δεep的应力循环，采用Timo方法将半循环补为全循环，即实际启停损伤可保守性的视为试验全循环寿命的1/2，疲劳寿命的平均值应是现场部件实际寿命的平均值的2倍。
Figure BDA0002386850930000111
Figure BDA0002386850930000112
ΔσeΔεe＝ΔσepΔεep (3)
Figure BDA0002386850930000113
上述实施例中，终端通过对叶片材料进行真应力-应变试验，获得叶片材料的性能参数，进一步基于材料材料性能参数和理论分析计算出等效弹塑性应变值，然后基于该等效弹塑性应变值多个无损伤叶片样品进行疲劳试验，得到无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值，以便基于该疲劳寿命平均值制定巴克豪森噪声标定曲线，进而确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤，从而在不损伤核电汽轮机叶片的情况下，准确的预测出核电汽轮机叶片的疲劳损伤寿命，提高了生产的安全性。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法。本实施例主要以该方法应用于上述图1中的终端110来举例说明。参照图4，该核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法具体包括如下步骤：
S402，获取核电汽轮机叶片的三维结构数据，根据三维数据建立核电汽轮机叶片的三维结构模型。
S404，设置三维结构模型的材料参数、边界拘束条件和载荷。
S406，根据材料参数、边界拘束条件和载荷对三维结构模型进行仿真分析，得到疲劳损伤的最大弹性交变应力和最大交变应力位置。
S408，对叶片材料进行真应力-应变试验，得到核电汽轮机叶片的叶片材料的真实应力值和真实应变值。
S410，对真实应力值和真实应变值进行应力-应变曲线拟合，得到叶片材料的弹性模量。
S412，对真实应力值和真实应变值，按照R-O方程进行拟合分析，得到循环强度系数和循环应变硬化指数。
S414，根据弹性模量、循环强度系数、循环应变硬化指数和最大弹性交变应力，计算得到等效弹塑性应力。
S416，利用稳定滞回环函数，根据等效弹塑性应力计算等效弹塑性应变值。
S418，根据等效弹塑性应变值对多个无损伤叶片样品进行疲劳试验，得到无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值。
S420，根据疲劳寿命平均值制备不同损伤量叶片样品。
S422，对不同损伤量叶片样品进行巴克豪森噪声信号检测，得到不同损伤量叶片样品对应的巴克豪森噪声信号。
S424，分别计算不同损伤量叶片样品各自对应的巴克豪森噪声信号的第一均方根值。
S426，对各第一均方根值进行拟合，得到巴克豪森噪声标定曲线按照最大交变应力位置测试核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号。
S428，计算核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号的第二均方根值。
S430，确定第二均方根值与巴克豪森噪声标定曲线的交点。
S432，根据交点确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤。
S434，获取核电汽轮机叶片的服役时间。
S436，根据疲劳损伤和服役时间确定核电汽轮机叶片的疲劳寿命。
图2-4为一个实施例中核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法的流程示意图。应该理解的是，虽然图2-4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估装置，该装置包括：三维结构模型建立模块502，仿真分析模块504，标定曲线制定模块506，信号测试模块508和疲劳损伤确定模块510；其中：
三维结构模型建立模块502，用于获取核电汽轮机叶片的三维结构数据，根据三维数据建立核电汽轮机叶片的三维结构模型；
仿真分析模块504，用于对三维结构模型进行仿真分析，得到疲劳损伤的最大弹性交变应力和最大交变应力位置；
标定曲线制定模块506，用于基于最大弹性交变应力和核电汽轮机叶片的材料性能参数，制定巴克豪森噪声标定曲线；
信号测试模块508，用于按照最大交变应力位置测试核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号；
疲劳损伤确定模块510，用于根据巴克豪森噪声标定曲线和巴克豪森噪声信号，确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤。
在一个实施例中，仿真分析模块504，还用于：
设置三维结构模型的材料参数、边界拘束条件和载荷；
根据材料参数、边界拘束条件和载荷对三维结构模型进行仿真分析。
在一个实施例中，疲劳损伤确定模块510，还用于：
计算核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号的第二均方根值；
确定第二均方根值与巴克豪森噪声标定曲线的交点；
根据交点确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤。
在一个实施例中，如图6所示，装置还包括：服役时间获取模块512和疲劳寿命确定模块514。
服役时间获取模块，用于获取核电汽轮机叶片的服役时间；
疲劳寿命确定模块，用于根据疲劳损伤和服役时间确定核电汽轮机叶片的疲劳寿命。
上述实施例中，终端通过获取核电汽轮机叶片的三维结构数据，根据三维数据建立核电汽轮机叶片的三维结构模型；对三维结构模型进行仿真分析，得到疲劳损伤的最大弹性交变应力和最大交变应力位置；基于最大弹性交变应力和核电汽轮机叶片的材料性能参数，制定巴克豪森噪声标定曲线；按照最大交变应力位置测试核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号；根据巴克豪森噪声标定曲线和巴克豪森噪声信号，确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤，从而在不损伤核电汽轮机叶片的情况下，准确的预测出核电汽轮机叶片的疲劳损伤寿命，提高了生产的安全性。
在一个实施例中，标定曲线制定模块506，还用于：
根据最大弹性交变应力和核电汽轮机叶片的材料性能参数，确定无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值；
根据疲劳寿命平均值制备不同损伤量叶片样品；
对不同损伤量叶片样品进行巴克豪森噪声信号检测，得到不同损伤量叶片样品对应的巴克豪森噪声信号；
分别计算不同损伤量叶片样品各自对应的巴克豪森噪声信号的第一均方根值；
对各第一均方根值进行拟合，得到巴克豪森噪声标定曲线。
上述实施例中，终端通过根据最大弹性交变应力和核电汽轮机叶片的材料性能参数，确定无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值，根据疲劳寿命平均值制备不同损伤量叶片样品，对不同损伤量叶片样品进行巴克豪森噪声信号检测，得到不同损伤量叶片样品对应的巴克豪森噪声信号，分别计算不同损伤量叶片样品各自对应的巴克豪森噪声信号的第一均方根值，对各第一均方根值进行拟合，从而得到巴克豪森噪声标定曲线，以便基于该巴克豪森噪声标定曲线确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤，从而在不损伤核电汽轮机叶片的情况下，准确的预测出核电汽轮机叶片的疲劳损伤寿命，提高了生产的安全性。
在一个实施例中，标定曲线制定模块506，还用于：
对叶片材料进行真应力-应变试验，得到核电汽轮机叶片的叶片材料的真实应力值和真实应变值；
对真实应力值和真实应变值进行应力-应变曲线拟合，得到叶片材料的弹性模量；
对真实应力值和真实应变值，按照R-O方程进行拟合分析，得到循环强度系数和循环应变硬化指数；
根据弹性模量、循环强度系数、循环应变硬化指数和最大弹性交变应力，计算等效弹塑性应变值；
根据等效弹塑性应变值对多个无损伤叶片样品进行疲劳试验，得到无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值。
在一个实施例中，标定曲线制定模块506，还用于：
根据弹性模量、循环强度系数、循环应变硬化指数和最大弹性交变应力，计算得到等效弹塑性应力；
利用稳定滞回环函数，根据等效弹塑性应力计算等效弹塑性应变值。
上述实施例中，终端通过对叶片材料进行真应力-应变试验，获得叶片材料的性能参数，进一步基于材料材料性能参数和理论分析计算出等效弹塑性应变值，然后基于该等效弹塑性应变值多个无损伤叶片样品进行疲劳试验，得到无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值，以便基于该疲劳寿命平均值制定巴克豪森噪声标定曲线，进而确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤，从而在不损伤核电汽轮机叶片的情况下，准确的预测出核电汽轮机叶片的疲劳损伤寿命，提高了生产的安全性。
图7示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备具体可以是图1中的终端110。如图7所示，该计算机设备包括该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、输入装置和显示屏。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法。计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，本申请提供的核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估装置可以实现为一种计算机程序的形式，计算机程序可在如图7所示的计算机设备上运行。计算机设备的存储器中可存储组成该核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估装置的各个程序模块，比如，图5所示的三维结构模型建立模块502，仿真分析模块504，标定曲线制定模块506，信号测试模块508和疲劳损伤确定模块510。各个程序模块构成的计算机程序使得处理器执行本说明书中描述的本申请各个实施例的核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法中的步骤。
例如，图7所示的计算机设备可以通过如图5所示的核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估装置中的三维结构模型建立模块502执行S202。计算机设备可通过仿真分析模块504执行S204。计算机设备可通过标定曲线制定模块506执行S206。计算机设备可通过信号测试模块508执行S208。计算机设备可通过疲劳损伤确定模块510执行S210。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：获取核电汽轮机叶片的三维结构数据，根据三维数据建立核电汽轮机叶片的三维结构模型；对三维结构模型进行仿真分析，得到疲劳损伤的最大弹性交变应力和最大交变应力位置；基于最大弹性交变应力和核电汽轮机叶片的材料性能参数，制定巴克豪森噪声标定曲线；按照最大交变应力位置测试核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号；根据巴克豪森噪声标定曲线和巴克豪森噪声信号，确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行对三维结构模型进行仿真分析的步骤时，使得处理器具体执行以下步骤：设置三维结构模型的材料参数、边界拘束条件和载荷；根据材料参数、边界拘束条件和载荷对三维结构模型进行仿真分析。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行基于最大弹性交变应力和核电汽轮机叶片的材料性能参数，制定巴克豪森噪声标定曲线的步骤时，使得处理器具体执行以下步骤：根据最大弹性交变应力和核电汽轮机叶片的材料性能参数，确定无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值；根据疲劳寿命平均值制备不同损伤量叶片样品；对不同损伤量叶片样品进行巴克豪森噪声信号检测，得到不同损伤量叶片样品对应的巴克豪森噪声信号；分别计算不同损伤量叶片样品各自对应的巴克豪森噪声信号的第一均方根值；对各第一均方根值进行拟合，得到巴克豪森噪声标定曲线。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行确定无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值的步骤时，使得处理器具体执行以下步骤：对叶片材料进行真应力-应变试验，得到核电汽轮机叶片的叶片材料的真实应力值和真实应变值；对真实应力值和真实应变值进行应力-应变曲线拟合，得到叶片材料的弹性模量；对真实应力值和真实应变值，按照R-O方程进行拟合分析，得到循环强度系数和循环应变硬化指数；根据弹性模量、循环强度系数、循环应变硬化指数和最大弹性交变应力，计算等效弹塑性应变值；根据等效弹塑性应变值对多个无损伤叶片样品进行疲劳试验，得到无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行根据弹性模量、循环强度系数、循环应变硬化指数和最大弹性交变应力，计算等效弹塑性应变值的步骤时，使得处理器具体执行以下步骤：根据弹性模量、循环强度系数、循环应变硬化指数和最大弹性交变应力，计算得到等效弹塑性应力；利用稳定滞回环函数，根据等效弹塑性应力计算等效弹塑性应变值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行根据巴克豪森噪声标定曲线和巴克豪森噪声信号，确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤的步骤时，使得处理器具体执行以下步骤：计算核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号的第二均方根值；确定第二均方根值与巴克豪森噪声标定曲线的交点；根据交点确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：获取核电汽轮机叶片的服役时间；根据疲劳损伤和服役时间确定核电汽轮机叶片的疲劳寿命。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：获取核电汽轮机叶片的三维结构数据，根据三维数据建立核电汽轮机叶片的三维结构模型；对三维结构模型进行仿真分析，得到疲劳损伤的最大弹性交变应力和最大交变应力位置；基于最大弹性交变应力和核电汽轮机叶片的材料性能参数，制定巴克豪森噪声标定曲线；按照最大交变应力位置测试核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号；根据巴克豪森噪声标定曲线和巴克豪森噪声信号，确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行对三维结构模型进行仿真分析的步骤时，使得处理器具体执行以下步骤：设置三维结构模型的材料参数、边界拘束条件和载荷；根据材料参数、边界拘束条件和载荷对三维结构模型进行仿真分析。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行基于最大弹性交变应力和核电汽轮机叶片的材料性能参数，制定巴克豪森噪声标定曲线的步骤时，使得处理器具体执行以下步骤：根据最大弹性交变应力和核电汽轮机叶片的材料性能参数，确定无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值；根据疲劳寿命平均值制备不同损伤量叶片样品；对不同损伤量叶片样品进行巴克豪森噪声信号检测，得到不同损伤量叶片样品对应的巴克豪森噪声信号；分别计算不同损伤量叶片样品各自对应的巴克豪森噪声信号的第一均方根值；对各第一均方根值进行拟合，得到巴克豪森噪声标定曲线。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行确定无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值的步骤时，使得处理器具体执行以下步骤：对叶片材料进行真应力-应变试验，得到核电汽轮机叶片的叶片材料的真实应力值和真实应变值；对真实应力值和真实应变值进行应力-应变曲线拟合，得到叶片材料的弹性模量；对真实应力值和真实应变值，按照R-O方程进行拟合分析，得到循环强度系数和循环应变硬化指数；根据弹性模量、循环强度系数、循环应变硬化指数和最大弹性交变应力，计算等效弹塑性应变值；根据等效弹塑性应变值对多个无损伤叶片样品进行疲劳试验，得到无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行根据弹性模量、循环强度系数、循环应变硬化指数和最大弹性交变应力，计算等效弹塑性应变值的步骤时，使得处理器具体执行以下步骤：根据弹性模量、循环强度系数、循环应变硬化指数和最大弹性交变应力，计算得到等效弹塑性应力；利用稳定滞回环函数，根据等效弹塑性应力计算等效弹塑性应变值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行根据巴克豪森噪声标定曲线和巴克豪森噪声信号，确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤的步骤时，使得处理器具体执行以下步骤：计算核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号的第二均方根值；确定第二均方根值与巴克豪森噪声标定曲线的交点；根据交点确定核电汽轮机叶片的疲劳损伤。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：获取核电汽轮机叶片的服役时间；根据疲劳损伤和服役时间确定核电汽轮机叶片的疲劳寿命。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法，包括：
获取核电汽轮机叶片的三维结构数据，根据所述三维结构数据建立所述核电汽轮机叶片的三维结构模型；
对所述三维结构模型进行仿真分析，得到疲劳损伤的最大弹性交变应力和最大弹性交变应力位置；
对叶片材料进行真应力-应变试验，得到所述核电汽轮机叶片的叶片材料的真实应力值和真实应变值；对所述真实应力值和所述真实应变值进行应力-应变曲线拟合，得到所述叶片材料的弹性模量；对所述真实应力值和所述真实应变值，按照R-O方程进行拟合分析，得到循环强度系数和循环应变硬化指数；根据所述弹性模量、所述循环强度系数、所述循环应变硬化指数和所述最大弹性交变应力，计算等效弹塑性应变值；根据所述等效弹塑性应变值对多个无损伤叶片样品进行疲劳试验，得到所述无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值；根据所述疲劳寿命平均值制备不同损伤量叶片样品；对所述不同损伤量叶片样品进行巴克豪森噪声信号检测，得到所述不同损伤量叶片样品对应的巴克豪森噪声信号；分别计算所述不同损伤量叶片样品各自对应的巴克豪森噪声信号的第一均方根值；对各所述第一均方根值进行拟合，得到巴克豪森噪声标定曲线；
按照所述最大弹性交变应力位置测试所述核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号；
根据所述巴克豪森噪声标定曲线和所述巴克豪森噪声信号，确定所述核电汽轮机叶片的疲劳损伤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述三维结构模型进行仿真分析，包括：
设置所述三维结构模型的材料参数、边界拘束条件和载荷；
根据所述材料参数、所述边界拘束条件和所述载荷对所述三维结构模型进行仿真分析。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维结构数据是通过三维扫描系统对所述核电汽轮机叶片进行扫描而获得的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述三维结构模型进行仿真分析，得到疲劳损伤的最大弹性交变应力和最大弹性交变应力位置，包括：
通过仿真分析软件设置所述三维结构模型的材料参数、边界拘束条件和载荷；
根据所述材料参数、所述边界拘束条件和所述载荷对所述三维结构模型进行仿真分析，得到疲劳损伤的最大弹性交变应力和最大弹性交变应力位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述弹性模量、所述循环强度系数、所述循环应变硬化指数和所述最大弹性交变应力，计算等效弹塑性应变值，包括：
根据所述弹性模量、所述循环强度系数、所述循环应变硬化指数和所述最大弹性交变应力，计算得到等效弹塑性应力；
利用稳定滞回环函数，根据所述等效弹塑性应力计算等效弹塑性应变值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述巴克豪森噪声标定曲线和所述巴克豪森噪声信号，确定所述核电汽轮机叶片的疲劳损伤，包括：
计算所述核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号的第二均方根值；
确定所述第二均方根值与所述巴克豪森噪声标定曲线的交点；
根据所述交点确定所述核电汽轮机叶片的疲劳损伤。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述核电汽轮机叶片的服役时间；
根据所述疲劳损伤和所述服役时间确定所述核电汽轮机叶片的疲劳寿命。
8.一种核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估装置，其特征在于，所述装置包括：
三维结构模型建立模块，用于获取核电汽轮机叶片的三维结构数据，根据所述三维结构数据建立所述核电汽轮机叶片的三维结构模型；
仿真分析模块，用于对所述三维结构模型进行仿真分析，得到疲劳损伤的最大弹性交变应力和最大弹性交变应力位置；
标定曲线制定模块，用于对叶片材料进行真应力-应变试验，得到所述核电汽轮机叶片的叶片材料的真实应力值和真实应变值；对所述真实应力值和所述真实应变值进行应力-应变曲线拟合，得到所述叶片材料的弹性模量；对所述真实应力值和所述真实应变值，按照R-O方程进行拟合分析，得到循环强度系数和循环应变硬化指数；根据所述弹性模量、所述循环强度系数、所述循环应变硬化指数和所述最大弹性交变应力，计算等效弹塑性应变值；根据所述等效弹塑性应变值对多个无损伤叶片样品进行疲劳试验，得到所述无损伤叶片样品的疲劳寿命平均值；根据所述疲劳寿命平均值制备不同损伤量叶片样品；对所述不同损伤量叶片样品进行巴克豪森噪声信号检测，得到所述不同损伤量叶片样品对应的巴克豪森噪声信号；分别计算所述不同损伤量叶片样品各自对应的巴克豪森噪声信号的第一均方根值；对各所述第一均方根值进行拟合，得到巴克豪森噪声标定曲线；
信号测试模块，用于按照所述最大弹性交变应力位置测试所述核电汽轮机叶片的巴克豪森噪声信号；
疲劳损伤确定模块，用于根据所述巴克豪森噪声标定曲线和所述巴克豪森噪声信号，确定所述核电汽轮机叶片的疲劳损伤。
9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
CN202010100973.8A 2020-02-19 2020-02-19 核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法、装置和存储介质 Active CN111339700B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010100973.8A CN111339700B (zh) 2020-02-19 2020-02-19 核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法、装置和存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010100973.8A CN111339700B (zh) 2020-02-19 2020-02-19 核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法、装置和存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111339700A CN111339700A (zh) 2020-06-26
CN111339700B true CN111339700B (zh) 2023-04-07

Family

ID=71181643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010100973.8A Active CN111339700B (zh) 2020-02-19 2020-02-19 核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法、装置和存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111339700B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112487580B (zh) * 2020-11-27 2023-11-24 苏州热工研究院有限公司 核电厂重要泵齿轮箱可运行状态评价方法
CN112730112B (zh) * 2020-12-18 2022-07-01 苏州热工研究院有限公司 适用于反应堆结构部件材料长期服役后的环境断裂评估方法
CN113124939A (zh) * 2021-05-07 2021-07-16 陆雨轩 一种轮机叶片在线评估系统及轮机叶片损伤预警方法
CN114354112B (zh) * 2022-03-18 2022-07-12 中国航发四川燃气涡轮研究院 一种叶片多阶耦合振动疲劳分析方法
CN116542111B (zh) * 2023-05-23 2024-05-03 中铁二十三局集团轨道交通工程有限公司 一种装配式房屋建筑连接节点结构健康监测方法及其系统
CN116663190B (zh) * 2023-06-06 2023-11-07 嘉丰盛精密电子科技(孝感)有限公司 一种屏蔽罩内冲压件的拼合强度识别方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3764616B2 (ja) * 1999-11-29 2006-04-12 株式会社東芝 タービンロータの亀裂進展予測方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111339700A (zh) 2020-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111339700B (zh) 核电汽轮机叶片的疲劳损伤评估方法、装置和存储介质
Kamal et al. Advances in fatigue life modeling: A review
Tang et al. New criterion for evaluating the peak shear strength of rock joints under different contact states
Ginder et al. A simple model for indentation creep
Tang et al. Choosing appropriate parameters for developing empirical shear strength criterion of rock joint: review and new insights
Long et al. An interval analysis method for fatigue crack growth life prediction with uncertainty
Miller et al. Understanding local deformation in metallic polycrystals using high energy X-rays and finite elements
Xie et al. Shear strength model of joints based on Gaussian smoothing method and macro-micro roughness
CN109614640A (zh) 一种大型风电机组轮毂疲劳寿命预测方法及系统
Shedbale et al. Evaluation of mechanical properties using spherical ball indentation and coupled finite element–element-free galerkin approach
Zhao et al. Improving the calculation accuracy of FEM for asphalt mixtures in simulation of SCB test considering the mesostructure characteristics
CN111400852A (zh) 风电场湍流强度参数的确定方法及装置
CN112883602A (zh) 一种多尺度疲劳裂纹萌生寿命仿真预测方法
Zhao et al. Accuracy improvement for two-dimensional finite-element modeling while considering asphalt mixture meso-structure characteristics in indirect tensile test simulation
Pei et al. Texture evolution prediction of 2219 aluminum alloy sheet under hydro-bulging using cross-scale numerical modeling
Guy et al. Characterizing fracturing of clay-rich lower watrous rock: from laboratory experiments to nonlocal damage-based simulations
Huang et al. Method for visualizing the shear process of rock joints using 3D laser scanning and 3D printing techniques
Cao et al. Stochastic modeling of fatigue crack growth for bolt holes in turbine disc
Pan et al. A new multiaxial fatigue life prediction method based on grey theory under small sample condition
Ramaglia et al. Creep and Fatigue of Single Crystal and Directionally Solidified Nickel-Base Blades via a Unified Approach Based on Hill48 Potential Function: Part 1—Plasticity and Creep
Lin et al. Accuracy analysis of plane-strain bulge test for determining mechanical properties of thin films
Chaouki et al. Viscoplastic modeling of the green anode paste compaction process
CN106934729B (zh) 建筑检测鉴定方法及装置
Akramin et al. Sampling method in probabilistic S-version finite element analysis for initial flaw size
Shen et al. Impact of cyclic wetting and drying on slate properties in the Miaowei Reservoir area, southwest China

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant