CN111475972A - 一种高温疲劳-蠕变交互损伤评估方法、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温疲劳‑蠕变交互损伤评估方法、系统及存储介质,方法包括:基于线弹性的有限元分析方法,获取待评估结构在多工况下的稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果;根据所述稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果,获取所述待评估结构的评估点的变形及应变分析结果;根据所述变形及应变分析结果,对所述评估点在不同工况下进行疲劳损伤计算,获取疲劳累积损伤因子;获取所述评估点在高温下瞬态和稳态工况下的蠕变损伤评估结果;根据所述疲劳累积损伤因子和蠕变损伤评估结果,获取所述评估点的疲劳‑蠕变交互损伤评估结果。本发明可以降低计算工作量、计算难度和计算时间,更容易实现,更具有可推广性,可广泛应用于数据处理技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域,尤其是一种高温疲劳-蠕变交互损伤评估方法、系统及存储介质。
背景技术
核电站中的高温设备,由于运行温度超过材料的蠕变温度,因此在进行结构强度安全性评价时,需对设备结构各处的疲劳-蠕变交互损伤进行评估,以确保全寿期内各工况下设备的安全运行。
现有技术采用非线性弹塑性分析方法直接分析全寿期内的疲劳-蠕变交互损伤,但由于核电设备一般结构和受力较为复杂,瞬态工况数量大,这种方法的计算量巨大且可行性较低。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供一种计算量小且可行性高的,高温疲劳-蠕变交互损伤评估方法、系统及存储介质。
第一方面,本发明实施例提供了一种高温疲劳-蠕变交互损伤评估方法,包括:
基于线弹性的有限元分析方法,获取待评估结构在多工况下的稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果;
根据所述稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果,获取所述待评估结构的评估点的变形及应变分析结果;
根据所述变形及应变分析结果,对所述评估点在不同工况下进行疲劳损伤计算,获取疲劳累积损伤因子;
获取所述评估点在高温下瞬态和稳态工况下的蠕变损伤评估结果;
根据所述疲劳累积损伤因子和蠕变损伤评估结果,获取所述评估点的疲劳-蠕变交互损伤评估结果。
进一步,所述基于线弹性的有限元分析方法,获取待评估结构在多工况下的稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果这一步骤,包括:
基于线弹性的有限元分析方法,对待评估结构进行多工况的稳态和瞬态应力分析,获得应力场结果数据;
提取待评估结构在稳态工况和瞬态工况下的应力强度值,所述应力强度值包括由机械载荷和温度引起的一次应力、由机械载荷和温度引起的二次应力,以及由机械载荷和温度同时作用的叠加载荷下的应力。
进一步,所述根据所述稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果,获取所述待评估结构的评估点的变形及应变分析结果这一步骤,包括:
根据所述瞬态应力分析结果,确定新的瞬态工况;
获取所述新的瞬态工况的一次应力因子和二次应力因子;
根据所述一次应力因子和二次应力因子,获取累积蠕变应变;
根据所述累积蠕变应变,确定所述待评估结构的评估点的变形及应变分析结果。
进一步,所述根据所述变形及应变分析结果,对所述评估点在不同工况下进行疲劳损伤计算,获取疲劳累积损伤因子这一步骤,包括:
获取瞬态工况的最大应变交变幅值;
根据所述最大应变交变幅值,获取瞬态工况的修正应变交变幅值;
获取疲劳循环内的蠕变应变;
根据所述修正应变交变幅值和疲劳循环内的蠕变应变,获取评估点处的总应变范围;
获取各瞬态工况对应的温度和总应变范围的查取许用次数;
根据每个瞬态工况的循环次数和所述查取许用次数,确定疲劳累积损伤因子。
进一步,所述获取所述评估点在高温下瞬态和稳态工况下的蠕变损伤评估结果这一步骤,包括:
根据瞬态应力分析结果,确定超过材料蠕变温度的时间、各循环工况状态下的温度以及瞬态工况的等效单次持续时间;
获取不同温度下等时应力应变曲线对应的初始应力水平,确定应力松弛曲线;
对应力松弛曲线进行修正,获得修正后的应力曲线和温度曲线;
根据修正后的应力曲线和温度曲线,确定蠕变损伤因子。
进一步,所述根据所述瞬态应力分析结果,确定新的瞬态工况这一步骤,包括:
将所有工况下的任意两个应力张量组合后相减,得到应力强度数值的差值;
将所述差值从大到小排列,形成表格;
逐一将差值最大对应的两个瞬态工况选出,扣除所选用工况的循环次数,直至任意工况的循环次数为0,得到新的瞬态工况。
第二方面,本发明实施例还提供了一种高温疲劳-蠕变交互损伤评估系统,包括:
第一获取模块,用于基于线弹性的有限元分析方法,获取待评估结构在多工况下的稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果;
第二获取模块,用于根据所述稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果,获取所述待评估结构的评估点的变形及应变分析结果;
第三获取模块,用于根据所述变形及应变分析结果,对所述评估点在不同工况下进行疲劳损伤计算,获取疲劳累积损伤因子;
第四获取模块,用于获取所述评估点在高温下瞬态和稳态工况下的蠕变损伤评估结果;
第五获取模块,用于根据所述疲劳累积损伤因子和蠕变损伤评估结果,获取所述评估点的疲劳-蠕变交互损伤评估结果。
进一步,所述第一获取模块包括:
分析单元,用于基于线弹性的有限元分析方法,对待评估结构进行多工况的稳态和瞬态应力分析,获得应力场结果数据;
提取单元,用于提取待评估结构在稳态工况和瞬态工况下的应力强度值,所述应力强度值包括由机械载荷和温度引起的一次应力、由机械载荷和温度引起的二次应力,以及由机械载荷和温度同时作用的叠加载荷下的应力。
第三方面,本发明实施例还提供了一种高温疲劳-蠕变交互损伤评估系统,包括:
至少一个处理器;
至少一个存储器,用于存储至少一个程序;
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行,使得所述至少一个处理器实现如第一方面所述的方法。
第四方面,本发明实施例还提供了一种存储介质,其中存储有处理器可执行的指令,所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如第一方面所述的方法。
上述本发明实施例中的一个或多个技术方案具有如下优点:本发明的实施例通过获取待评估结构在多工况下的稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果,接着获取所述待评估结构的评估点的变形及应变分析结果,然后获取疲劳累积损伤因子和蠕变损伤评估结果,最后获取所述评估点的疲劳-蠕变交互损伤评估结果。本发明能够完成寿期内疲劳-蠕变交互损伤的保守评估,相比现有的采用非线性弹塑性分析方法直接求解蠕变损伤的技术,本发明可以降低计算工作量、计算难度和计算时间,更容易实现,更具有可推广性,同时本申请可利用程序语言代码实现智能的批量处理。
附图说明
图1为本申请实施例的工况组合的步骤流程示意图;
图2为本申请实施例的在高温下单循环应力随时间松弛曲线示意图;
图3为本申请实施例的应力-时间曲线和温度-时间曲线的示意图;
图4为本申请实施例的蠕变损伤因子计算的步骤流程图;
图5为本申请实施例的疲劳-蠕变交互损伤评估图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。对于本发明实施例中的步骤编号,其仅为了便于阐述说明而设置,对步骤之间的顺序不做任何限定,实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
由于核电设备一般结构和受力较为复杂,瞬态工况数量大,采用非线性弹塑性分析方法直接分析全寿期内的疲劳-蠕变交互损伤将导致计算量巨大甚至不具有可行性,故本申请给出一种基于线弹性分析的高温疲劳-蠕变交互损伤评估方法。
具体的,本申请的方法包括以下步骤:
S1、基于线弹性的有限元分析方法,获取待评估结构在多工况下的稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果;
具体的,本申请对待评估的结构,基于线弹性的有限元分析方法,进行多工况的稳态和瞬态应力分析,获得应力场结果数据,同时提取结构在整个寿期内经历的稳态工况、各瞬态循环工况Ci下每一个时刻的各项应力强度值,包括分别由机械载荷和温度引起的一次应力二次应力Q以及二者同时作用的叠加载荷下的各项应力。此外输入条件还有设备本身的总服役时间ttotal、稳定运行温度、各瞬态工况循环次数ni和循环时间ti等。
以一个部件在高温下持续运行的应力状态为例。该部件寿期中具有一个稳态运行工况,总计20万小时、三个瞬态工况,分别循环次数为50、35、8次,如下表1所示。
表1
工况 | 单次时间(s) | 次数 |
稳态 | 7.2e8(2e5h) | / |
瞬态A | 36000(10h) | 50 |
瞬态B | 28800(8h) | 35 |
瞬态C | 25200(7h) | 8 |
通过线性化提取到路径在各工况下各时刻下所受机械载荷、温度载荷、机械与温度叠加载荷之薄膜应力、弯曲应力和膜加弯应力等值。
S2、根据所述稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果,获取所述待评估结构的评估点的变形及应变分析结果;
具体的,本申请对评估点的变形及应变进行评估,具体详细步骤如下:
1)工况组合:
参照图1,为了分别评估各瞬态工况下变形情况,需找到设备在整个寿期内二次应力变化的较大幅值QR,通过较大幅值所对应的两个极值时间时刻,对瞬态工况进行重新组合,使新组合的瞬态工况包含若干组最大的二次应力变化范围。方法如下:
将所有瞬态工况时刻的应力张量进行两两相减,将计算得到的差值应力强度进行大小排序,首先将最大差值应力强度所对应的组合取出,同时扣除所选用工况的循环次数,已扣除完全的工况后续不再考虑;接着选取未剔除工况对应的最大差值应力强度所对应的组合,如此反复,直至所有瞬态工况次数被使用完,获得重新组合后的瞬态工况Ci′。
通过此方法以保证需要进行评估的瞬态工况中,包含了设备全寿期中二次应力最大的变化范围,最大变化范围,即最恶劣情况得到考虑。
本申请实施例为了能使二次应力变化幅值最大的情况得到体现,需要找到设备在整个寿期内二次应力变化的最大幅值QR,则将任意两个工况进行组合,按照最大幅值进行重新组合。
以此为根据,将瞬态工况中所有时刻的应力张量进行两两相减,即为应力张量的变化,将计算得到的差值应力强度进行从大到小的排序,
通过组合方式找到应力幅值最大的工况组合及剩余的工况组合。
参照表2和表3,工况C与工况B组合下的应力变化最大幅值最大,各取8次组成新工况C-B;
工况C次数为0,剩余中工况B与A组合幅值最大,各取B级工况剩余27次组成新工况B-A。工况A剩余23次为新工况A';
表2
表3
组合后工况如表4所示:
表4
工况 | 循环次数N |
C-B | 8 |
B-A | 27 |
A | 23 |
2)求取一次应力因子X与二次应力因子Y
对于重新组合后的瞬态工况Ci′,一次应力因子X的求取为:瞬态工况Ci′的最大一次应力薄膜+弯曲应力强度与低温屈服极限的比值,即:
其中,PL为局部薄膜应力;Pb为弯曲应力;SyL为瞬态工况二次应力最大变化范围的两个应力极值时刻中,温度较低的极值时刻的温度下对应的屈服强度;Sy表示材料的屈服强度;L表示瞬态工况二次应力最大变化范围的两个应力极值时刻中,温度较低的极值时刻的温度。
二次应力因子Y的求取为:瞬态工况Ci′的二次应力变化范围与低温屈服极限的比值,即:
Y=(QR)max/SyL
其中,QR为为二次应力最大变化范围;低温屈服极限SyL为瞬态工况二次应力最大变化范围的两个应力极值时刻中,温度较低的极值时刻的温度下对应的屈服强度。
3)求取等效蠕变应力σc及蠕变应变εc;
通过查取等效蠕变一次应力与二次应力关系Bree图可获得等效蠕变应力参数Z,Z为无量纲修正系数,通过Z求得等效蠕变应力σc=Z·SyL。
通过瞬态工况Ci′的最高温度Tmax,1.25倍σc应力强度,和该瞬态累积持续时间(即瞬态持续时间t′i,·n),由部件材料的高温等时应力应变曲线可查取获得对应的蠕变应变εc。
将每个瞬态工况i的蠕变应变εc,i累加,同时将稳态持续时间内(即稳态持续时间,稳态时应力强度,稳态温度所对应)的蠕变应变εc相加,最后获得累积蠕变应变(εc)total=∑εc,i。
本申请实施例中,在Bree图中通过X、Y求取等效蠕变应力参数Z。查表后得Z=0.78。等效蠕变应力σc=Z·SyL=0.78×131.9,则1.25·σc=129.13MPa。使用1.25·σc、最高温度Tmax、瞬态持续时间ti·n查询等时应力应变曲线获得其蠕变应变εc。对于其他瞬态和稳态工况进行相同操作。将所有工况下的εc进行累加。得到等效蠕变应力σc及蠕变应变εc。
4)变形及应变评估准则
对于母材若满足累积蠕变应变(εc)total不大于1%,对于焊缝不大于0.5%,则可进行后续步骤评估;若不满足,视为不满足性能要求,需要进行优化改进后重新进行评估。
本申请实施例将上述步骤整理如表5和表6所示:
表5
表6
根据表5和表6,通过以上步骤的计算,可得总形变评估为0.0034,即0.34%,根据判断依据“焊缝<0.5%”,可以说明该段路径通过评价。
S3、根据所述变形及应变分析结果,对所述评估点在不同工况下进行疲劳损伤计算,获取疲劳累积损伤因子;
具体的,本申请对评估点在不同工况下进行疲劳损伤计算,再进行累加后获得疲劳累积损伤因子,具体详细步骤如下:
1)获得最大应变交变幅值Δεmax
对于步骤S2中组合后的瞬态工况Ci′,各时刻的一次+二次+峰值应力分量进行两两相减,取差值应力强度最大值的一半为应力交变幅值Salt,最大应变交变幅值Δεmax=2Salt/E,E为瞬态工况Ci′最高温度时的材料弹性模量。
2)获得修正应变交变幅值Δεmod
对评估点处的最大应变交变幅值进行弹塑性修正:Δεmod=KeKΔεmax。
3)获取疲劳循环内的蠕变应变Δεc
根据获得的应力1.25·σc、按单个循环持续的时间(总持续时间/单次循环时间)在材料等时应力应变曲线中获得Δεc。
4)评估点处的总应变范围可由以下公式获得:
εt=KvΔεmod+KΔεc
5)通过在材料应变疲劳曲线上选取各瞬态工况对应的温度和应变范围εt查取许用次数Nd。
本实施例以表4中第一条路径第一节点在C-B组合工况下的疲劳损伤评估为例:
1.获得最大应变交变幅值Δεmax
根据表5和表6中的计算结果Salt=21.79MPa;
2.获得修正应变交变幅值Δεmod
Δεmod=KeKΔεmax=1×1.03×0.000278=0.000285;
3.疲劳循环内的蠕变应变Δεc
上式中Δεc通过查表获得。1.25·σc=1.25·103.31=129.14MPa,温度542.3℃,时间为单个循环持续时间,通过应力、温度、时间可查询等时应力应变曲线得蠕变应变Δεc;
4.评估点处的总应变范围εt
εt=KvΔεmod+KΔεc=1×0.000285+1.026×0.004657=0.005063;
5.许用循环次数Nd
通过该节点在瞬态工况下的最高温度T、总应变εt查许用循环表得到许用循环次数Nd。
综上所述,本实施例的步骤S3各个计算步骤的汇总如表7所示:
表7
S4、获取所述评估点在高温下瞬态和稳态工况下的蠕变损伤评估结果;
2)通过获得的总应变范围εt,查取温度THT下材料的等时应力应变曲线获取时间t=0时对应的初始应力水平Sj。
4)参照图2,对瞬态时间段进行修正:若在该工况瞬态时间段(t瞬)j内某时刻最大的应力强度(S瞬)j超过此时的松弛应力强度(Sr)j,平移应力松弛曲线,保持瞬态时间(t瞬)j内松弛应力不小于(S瞬)j,在(t瞬)j时间后从(S瞬)j继续松弛。获得包含瞬态运行温度(T瞬)j、运行温度T瞬的两段温度-时间关系,以及从Sj、(S瞬)j开始松弛和保持SLB恒定的三段应力-时间曲线。通过分段函数包络松弛曲线部分,得到三段线段,每条线段对应一个恒定的温度和应力值。
5)如图3所示,将各个瞬态工况单个循环内的应力松弛曲线重复n次,即该瞬态工况在总运行时间下的分段函数,再将所有工况的曲线进行包络,得到一条包络的应力-时间曲线和一条包络的温度-时间曲线。
本实施例中,根据步骤S1-S3的结果:
表8
2、对于单个循环内的蠕变松弛应力进行作图、根据材料等时应力应变曲线在t=0时刻查询对应的初始应力S。
3、可以画出每个循环的蠕变曲线,如图2所示,具体数值如上表所列。由于以上所有组合工况在高温时间单循环的高温时间内,初始应力Sj未松弛到SLB,tLB不存在,因此不存在应力值为SLB的第三段分段。在高温时间内仅存在前两段松弛分段线。
4、将每个循环的应力松弛曲线重复循环次数,则可在总运行时间下或者个循环的应力、温度松弛曲线图以及全寿期蠕变损伤累积,如表9所示:
表9
5、做出温度、应力的包络线,将温度与应力保持不变一段划分为一个时间区间,将其累积到上表所示的范围内,查询蠕变许用时间曲线表,可根据应力、温度获得此应力-温度在蠕变损伤下的许用时间,求得比值将各温度、应力组合与许用时间的比值累加后获得总蠕变疲劳因子
S5、根据所述疲劳累积损伤因子和蠕变损伤评估结果,获取所述评估点的疲劳-蠕变交互损伤评估结果。
本实施例通过疲劳评定获得疲劳损伤因子及蠕变评定获得的蠕变损伤因子所代表的点投影在如图5所示的图中,疲劳损伤因子0.0121,蠕变损伤因子0.9142。处于分段线下方,校核通过。
对于每一个评估点需要将其蠕变与疲劳损伤因子进行核准,如图5所示的折线即为核准线,若处在折线之下,则视为满足疲劳蠕变交互损伤的评估。
如图5所示,将获得的疲劳损伤因子与蠕变损伤因子多带表的点投影在疲劳蠕变交互损伤,若处在图5的分段函数的下方,则视为评估通过,结构能满足性能要求。
本发明实施例还提供了一种高温疲劳-蠕变交互损伤评估系统,包括:
第一获取模块,用于基于线弹性的有限元分析方法,获取待评估结构在多工况下的稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果;
第二获取模块,用于根据所述稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果,获取所述待评估结构的评估点的变形及应变分析结果;
第三获取模块,用于根据所述变形及应变分析结果,对所述评估点在不同工况下进行疲劳损伤计算,获取疲劳累积损伤因子;
第四获取模块,用于获取所述评估点在高温下瞬态和稳态工况下的蠕变损伤评估结果;
第五获取模块,用于根据所述疲劳累积损伤因子和蠕变损伤评估结果,获取所述评估点的疲劳-蠕变交互损伤评估结果。
在一些实施例中,所述第一获取模块包括:
分析单元,用于基于线弹性的有限元分析方法,对待评估结构进行多工况的稳态和瞬态应力分析,获得应力场结果数据;
提取单元,用于提取待评估结构在稳态工况和瞬态工况下的应力强度值,所述应力强度值包括由机械载荷和温度引起的一次应力、由机械载荷和温度引起的二次应力,以及由机械载荷和温度同时作用的叠加载荷下的应力。
本发明实施例还提供了一种高温疲劳-蠕变交互损伤评估系统,包括:
至少一个处理器;
至少一个存储器,用于存储至少一个程序;
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行,使得所述至少一个处理器实现所述的方法。
本发明实施例还提供了一种存储介质,其中存储有处理器可执行的指令,所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行所述的方法。
综上所述,本发明可基于线弹性的有限元分析方法,通过一套可执行的算法处理,完成寿期内疲劳-蠕变交互损伤的保守评估。相比现有的采用非线性弹塑性分析方法直接求解蠕变损伤的技术,本技术可以极大降低计算工作量、计算难度和计算时间,更容易实现,更具有可推广性,同时该套算法可利用程序语言代码实现智能的批量处理。
在一些可选择的实施例中,在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如,取决于所涉及的功能/操作,连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外,在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供,目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的,其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
此外,虽然在功能性模块的背景下描述了本发明,但应当理解的是,除非另有相反说明,所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中,或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是,有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说,考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下,在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此,本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是,所公开的特定概念仅仅是说明性的,并不意在限制本发明的范围,本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种高温疲劳-蠕变交互损伤评估方法,其特征在于,包括:
基于线弹性的有限元分析方法,获取待评估结构在多工况下的稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果;
根据所述稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果,获取所述待评估结构的评估点的变形及应变分析结果;
根据所述变形及应变分析结果,对所述评估点在不同工况下进行疲劳损伤计算,获取疲劳累积损伤因子;
获取所述评估点在高温下瞬态和稳态工况下的蠕变损伤评估结果;
根据所述疲劳累积损伤因子和蠕变损伤评估结果,获取所述评估点的疲劳-蠕变交互损伤评估结果。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述基于线弹性的有限元分析方法,获取待评估结构在多工况下的稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果这一步骤,包括:
基于线弹性的有限元分析方法,对待评估结构进行多工况的稳态和瞬态应力分析,获得应力场结果数据;
提取待评估结构在稳态工况和瞬态工况下的应力强度值,所述应力强度值包括由机械载荷和温度引起的一次应力、由机械载荷和温度引起的二次应力,以及由机械载荷和温度同时作用的叠加载荷下的应力。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述根据所述稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果,获取所述待评估结构的评估点的变形及应变分析结果这一步骤,包括:
根据所述瞬态应力分析结果,确定新的瞬态工况;
获取所述新的瞬态工况的一次应力因子和二次应力因子;
根据所述一次应力因子和二次应力因子,获取累积蠕变应变;
根据所述累积蠕变应变,确定所述待评估结构的评估点的变形及应变分析结果。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述根据所述变形及应变分析结果,对所述评估点在不同工况下进行疲劳损伤计算,获取疲劳累积损伤因子这一步骤,包括:
获取瞬态工况的最大应变交变幅值;
根据所述最大应变交变幅值,获取瞬态工况的修正应变交变幅值;
获取疲劳循环内的蠕变应变;
根据所述修正应变交变幅值和疲劳循环内的蠕变应变,获取评估点处的总应变范围;
获取各瞬态工况对应的温度和总应变范围的查取许用次数;
根据每个瞬态工况的循环次数和所述查取许用次数,确定疲劳累积损伤因子。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述获取所述评估点在高温下瞬态和稳态工况下的蠕变损伤评估结果这一步骤,包括:
根据瞬态应力分析结果,确定超过材料蠕变温度的时间、各循环工况状态下的温度以及瞬态工况的等效单次持续时间;
获取不同温度下等时应力应变曲线对应的初始应力水平,确定应力松弛曲线;
对应力松弛曲线进行修正,获得修正后的应力曲线和温度曲线;
根据修正后的应力曲线和温度曲线,确定蠕变损伤因子。
6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所述根据所述瞬态应力分析结果,确定新的瞬态工况这一步骤,包括:
将所有工况下的任意两个应力张量组合后相减,得到应力强度数值的差值;
将所述差值从大到小排列,形成表格;
逐一将差值最大对应的两个瞬态工况选出,扣除所选用工况的循环次数,直至任意工况的循环次数为0,得到新的瞬态工况。
7.一种高温疲劳-蠕变交互损伤评估系统,其特征在于:包括:
第一获取模块,用于基于线弹性的有限元分析方法,获取待评估结构在多工况下的稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果;
第二获取模块,用于根据所述稳态应力分析结果和瞬态应力分析结果,获取所述待评估结构的评估点的变形及应变分析结果;
第三获取模块,用于根据所述变形及应变分析结果,对所述评估点在不同工况下进行疲劳损伤计算,获取疲劳累积损伤因子;
第四获取模块,用于获取所述评估点在高温下瞬态和稳态工况下的蠕变损伤评估结果;
第五获取模块,用于根据所述疲劳累积损伤因子和蠕变损伤评估结果,获取所述评估点的疲劳-蠕变交互损伤评估结果。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于:所述第一获取模块包括:
分析单元,用于基于线弹性的有限元分析方法,对待评估结构进行多工况的稳态和瞬态应力分析,获得应力场结果数据;
提取单元,用于提取待评估结构在稳态工况和瞬态工况下的应力强度值,所述应力强度值包括由机械载荷和温度引起的一次应力、由机械载荷和温度引起的二次应力,以及
由机械载荷和温度同时作用的叠加载荷下的应力。
9.一种高温疲劳-蠕变交互损伤评估系统,其特征在于:包括:
至少一个处理器;
至少一个存储器,用于存储至少一个程序;
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行,使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
10.一种存储介质,其中存储有处理器可执行的指令,其特征在于:所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如权利要求1-6中任一项所述的方法。
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