CN113785186B - 蠕变强度分析考核方法与计算机设备 - Google Patents

Abstract

一种蠕变强度分析考核方法与计算机设备，其比较局部应变最大值与薄膜应变是否小于对应的许用应变；若均为是则安全；否则执行后继步骤，在所考核的路径上进行应力线性化，得到局部一次薄膜应力P_L和一次弯曲应力P_b；对所述路径上的剪应力分量进行平均化处理，得到平均剪切应力τ_m；根据给定的材料、设计寿命和设计温度，获得一次薄膜应力强度限值S_mt、给定温度下与时间无关的最低应力强度值S_m和与温度和时间相关的应力强度限值S_t；比较P_L、P_L+P_b和P_L+P_b/K_t是否分别小于S_mt、KS_m和S_t；比较τ_m是否分别小于0.6S_m和0.6S_t；若均为是则安全，否则不安全，其中K_t为由于蠕变影响导致一次弯曲应力发生衰减的系数，K为考虑横截面的截面系数。

Description

蠕变强度分析考核方法与计算机设备

技术领域

本发明属于高温结构或部件蠕变强度评价与考核领域，具体是涉及一种高温结构或部件不连续部位的蠕变强度分析考核方法与计算机设备。

背景技术

随着国家节能降耗以及环保等方面的迫切需要，发展新一代先进超超临界汽轮机机组技术已成为国内火电、核电等行业面临的重要课题。在先进能源装备中，大量工程部件面临着高温、高压等极端操作条件。例如，新一代超超临界电站的进汽温度高达700℃，蒸汽压力达到37.5MPa。因此，由高温、高压带来的蠕变失效问题是汽轮机转子部件结构设计与安全评价需要重点关注的失效模式。

目前，高温部件的蠕变强度评价主要为单一参量的强度分析考核方法，即仅基于应变或仅基于应力的强度评价策略。前者从应变角度出发，限值部件的累积变形不至太大；后者从应力角度出发，限制部件的应力水平不能太高。

对于基于应变的蠕变强度评价策略，为描述高温部件的多轴应力状态，通常需要引入多轴应力修正系数(如Cocks-Ashby、Hu-Xuan模型等)，这常导致高应力三轴度下的过保守估计，造成蠕变强度考核难以通过。该策略的核心在于避免高温部件(特别是局部不连续区域)出现过大蠕变变形，但仅保守限制部件的蠕变应变累积，不能充分挖掘结构服役潜力。考虑到蠕变失效是一种时间相关的破坏性失效，若从防控断裂(基于应力)的角度进行强度设计，则可以充分发挥材料的服役潜力、进一步降低结构设计的保守性。

对于基于应力的蠕变强度评价策略，主要采用应力分类的方法对薄膜应力和弯曲应力进行限制。工程构件的失效案例表明，剪应力在高温结构或部件不连续部位的断裂失效中，可能扮演重要的角色。以汽轮机转子叶根区域为例，该结构的失效点起源于转子与叶轮的接触区域，属于较为典型的剪应力失效。为保障结构的蠕变强度，有必要引入基于剪应力的应力准则，进一步保证高温结构或部件的安全。

综上所述，现在高温部件蠕变强度评价方法通常仅基于单一的力学变量(如应力或应变)，亟需形成一种基于应变、应力双判据的高温结构或部件不连续部位蠕变强度评价程序。针对仅限制应变累积量会导致过于保守的设计结果，建立基于应变和应力的组合强度考核策略，降低应变设计的保守度；针对现有应力评价策略未考虑剪应力失效模式的问题，构建纳入剪应力的蠕变强度评价策略。

发明内容

本发明提出了一种基于应力、应变双判据的高温结构或部件的蠕变强度分析考核方法以及计算机设备。

一种蠕变强度分析考核方法，包括以下步骤：

S₁、获取设计工况参数，所述参数包括设计温度T、设计载荷P、设计寿命t、高温结构或部件的具体材料和结构尺寸；

S₂、根据步骤S₁中的材料和设计温度T，获得材料的参数，所述参数包括诺顿贝利本构方程、弹性模量E和泊松比μ、应力应变关系曲线；

S₃、计算出设计寿命t时间对应的最大主应变ε₁、静水应力σ_m、等效应力σ_e和剪应力τ；

S₄、根据步骤S₂中的诺顿贝利本构方程中的应力指数n、步骤S₃中计算的静水应力σ_m和等效应力σ_e，确定多轴修正系数F_H-X；

S₅、根据步骤S₃中的最大主应变ε₁和步骤S₄中的多轴修正系数F_H-X，计算得到蠕变等效应变ε_eq＝ε₁F_H-X，根据蠕变等效应变分布，确定局部应变最大值ε_eq，max；

S₆、选取高温结构或部件不连续部位上的路径进行应变线性化，确定薄膜应变ε_m；

S₇、确定许用应变，即薄膜应变许用值[ε]_m、局部应变许用值[ε]_eq；

S₈、比较步骤S₅中的局部应变最大值ε_eq，max与S₆中的薄膜应变ε_m是否小于步骤S₇中对应的许用应变；若均为是，则高温结构或部件安全；否则执行步骤S₉；

S₉、根据步骤S₃中确定的等效应力和剪应力分布，在所述路径上进行应力线性化，得到局部一次薄膜应力P_L和一次弯曲应力P_b；对所述路径上的剪应力分量进行平均化处理，得到平均剪切应力τ_m；

S₁₀、根据步骤S₁中给定的材料、设计寿命t和设计温度T，获得一次薄膜应力强度限值S_mt、给定温度下与时间无关的最低应力强度值S_m和与温度和时间相关的应力强度限值S_t；

S₁₁、根据步骤S₉中的应力P_L、P_b和应力τ_m，比较应力分类强度计算值P₁、P_L+P_b和P_L+P_b/K_t是否分别小于S_mt、KS_m和S_t；比较剪应力τ_m是否分别小于0.6S_m和0.6S_t；若均为是则高温结构或部件安全；否则，高温结构或部件不安全，其中K_t为由于蠕变影响导致一次弯曲应力发生衰减的系数，K为考虑横截面的截面系数。

在一个实施方式中，在步骤S5中，以Hu-Xuan多轴蠕变修正模型确定多轴修正系数F_H-X：

在一个实施方式中，在步骤S₁₁中，矩形截面K_t＝1.25，K＝1.5。

在一个实施方式中，步骤S₃基于有限元方法对高温结构或部件进行应力、应变分析计算。

在一个实施方式中，步骤S₂中所述诺顿贝利本构方程采用高温圆棒拉伸蠕变测试获得；所述弹性模量E采用动态热机械分析仪测试获得；所述应力应变关系曲线采用高温圆棒拉伸测试获得。

在一个实施方式中，步骤S₆中所述路径的选取根据计算的蠕变应力场、应变场和高温结构或部件的结构尺寸综合考量确定。

一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

S₁、获取设计工况参数，所述参数包括设计温度T、设计载荷P、设计寿命t、高温结构或部件的具体材料和结构尺寸；

S₂、根据步骤S₁中的材料和设计温度T，获得材料的参数，所述参数包括诺顿贝利本构方程、弹性模量E和泊松比μ、应力应变关系曲线；

S₃、获得设计寿命t时间对应的最大主应变ε₁、静水应力σ_m、等效应力σ_e和剪应力τ；

S₄、根据步骤S₂中的诺顿贝利本构方程中的应力指数n、步骤S₃中获得的静水应力σ_m和等效应力σ_e，确定多轴修正系数F_H-X；

S₅、根据步骤S₃中的最大主应变ε₁和步骤S₄中的多轴修正系数F_H-X，计算得到蠕变等效应变ε_eq＝ε₁F_H-X，根据蠕变等效应变分布，确定局部应变最大值ε_eq，max；

S₆、获取高温结构或部件不连续部位上的路径，进行应变线性化，确定薄膜应变ε_m；

S₇、获取许用应变，即薄膜应变许用值[ε]_m、局部应变许用值[ε]_eq；

S₈、比较步骤S₅中的局部应变最大值ε_eq，max与S₆中的薄膜应变ε_m是否小于步骤S₇中对应的许用应变；若均为是，则高温结构或部件安全；否则执行步骤S₉；

S₉、根据步骤S₃中确定的等效应力和剪应力分布，在所述路径上进行应力线性化，得到局部一次薄膜应力P_L和一次弯曲应力P_b；对所述路径上的剪应力分量进行平均化处理，得到平均剪切应力τ_m；

S₁₀、根据步骤S₁中给定的材料、设计寿命t和设计温度T，获得一次薄膜应力强度限值S_mt、给定温度下与时间无关的最低应力强度值S_m和与温度和时间相关的应力强度限值S_t；

S₁₁、根据步骤S₉中的应力P_L、P_b和应力τ_m，比较应力分类强度计算值P_L、P_L+P_b和P_L+P_b/K_t是否分别小于S_mt、KS_m和S_t；比较剪应力τ_m是否分别小于0.6S_m和0.6S_t；若均为是则高温结构或部件安全；否则，高温结构或部件不安全，其中K_t为由于蠕变影响导致一次弯曲应力发生衰减的系数，K为考虑横截面的截面系数。

有益效果：

本发明提出了一种基于应力、应变双判据的高温结构或部件不连续部位蠕变强度分析考核方法与专用分析程序，在蠕变应变评价时显著降低了仅基于应变评价所得结果的过高保守性，在应力评价时引入基于剪应力的应力准则进一步保证高温结构的安全。综上，基于应力、应变双判据的评价方法显著提升了结构的服役潜力。

附图说明

附图是用以提供本发明进一步理解的，它只是构成本说明书的一部分以进一步解释发明，并不构成对本发明的限制。

图1是根据本发明的较佳实施方式的流程框图。

图2是根据本发明的较佳实施方式的转子部件形状及其线性化路径示意图。

具体实施方式

本发明提出了基于双判据的高温结构或部件不连续部位蠕变强度分析考核方法，该方法包括以下步骤：

S₁、获取设计工况参数，所述参数包括：设计温度T、设计载荷P、设计寿命t、高温结构或部件的具体材料和结构尺寸；

S₂、根据步骤S₁中的材料和设计温度T，获得材料的参数，所述参数包括：诺顿贝利(Norton-Bailey)本构方程，式中，/>为应变速率，σ为应力，A为材料参数，n为应力指数，m为时间指数，弹性模量E和泊松比μ，应力应变关系曲线；

S₃、计算对高温结构或部件进行蠕变应力、应变分析，计算方法可以是有限元法，从而计算出设计寿命t时间对应的最大主应变ε₁、静水应力σ_m、等效应力σ_e和剪应力τ；

S₄、根据步骤S₂中的应力指数n、步骤S₃中计算的静水应力σ_m和等效应力σ_e，确定多轴修正系数F_H-X(以Hu-Xuan多轴蠕变修正模型为例，但不限于此)；

S₅、根据步骤S₃中的最大主应变ε₁和步骤S₄中的多轴修正系数F_H-X，计算得到蠕变等效应变ε_eq＝ε₁F_H-X；根据蠕变等效应变分布，确定局部应变最大值ε_eq，max；

S₆、选取高温结构或部件不连续部位上的路径进行应变线性化，应变线性化的方式是选择路径，提取路径上各节点的应变分量(ε_x，ε_y，ε_z，ε_xy，ε_xz，ε_yz)，分别进行求得各分量的平均应变后，再计算对应的最大主应变，根据应变线性化，得到薄膜应变ε_m；

S₇、确定许用应变：薄膜应变许用值[ε]_m、局部应变许用值[ε]_eq，其中许用值[ε]_m和[ε]_eq可查询设计手册确定；

S₈、比较步骤S₅中的局部应变最大值ε_eq，max与S₆中的薄膜应变ε_m是否小于步骤S₇中对应的许用应变；若均为是，则高温结构或部件安全；否则执行步骤S₉；

S₉、根据步骤S₃中确定的等效应力和剪应力分布，在所评定的线性化路径上进行应力线性化，得到不同的应力分量：局部一次薄膜应力P_L和一次弯曲应力P_b；对所评定路径上的剪应力分量进行平均化处理，得到平均剪切应力τ_m；

S₁₀、根据步骤S₁中给定的材料，设计寿命t和设计温度T，获得允许一次薄膜应力强度限值S_mt，给定温度下与时间无关的最低应力强度值S_m和与温度和时间相关的应力强度限值S_t，其中应力强度值S_mt，S_m和S_t可通过材料性能数据库查询获得；

S₁₁、根据步骤S₉中的应力分量P_L和P_b和剪应力τ_m，比较应力分类强度计算值PL，P_L+P_b和P_L+P_b/K_t是否分别小于S_mt，KS_m和S_t(式中K_t为由于蠕变影响导致一次弯曲应力发生衰减的系数，K为考虑横截面的截面系数)，例如对于高温结构或部件为矩形截面的实施方式，K_t＝1.25，K＝1.5；比较剪应力τ_m是否分别小于0.6S_m和0.6S_t；若均为是则高温结构或部件安全；否则，高温结构或部件不安全。

在一个实施方式中，步骤S₂中所述的材料参数是通过材料性能数据库查询获得的，若查询不到则需进行相应的试验测试获得。

在另一个实施方式中，步骤S₂中所述Norton本构方程采用高温圆棒拉伸蠕变测试获得；所述弹性模量E采用动态热机械分析仪测试获得；所述应力应变关系曲线采用高温圆棒拉伸测试获得。

在另一个实施方式中，步骤S₆中所述线性化路径的选取根据计算的蠕变应力、应变场和高温结构或部件的结构尺寸综合考量确定。

基于前述方法的一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

S₁、获取设计工况参数，所述参数包括设计温度T、设计载荷P、设计寿命t、高温结构或部件的具体材料和结构尺寸；

S₂、根据步骤S₁中的材料和设计温度T，获得材料的参数，所述参数包括诺顿贝利本构方程、弹性模量E和泊松比μ、应力应变关系曲线；

S₃、获得设计寿命t时间对应的最大主应变ε₁、静水应力σ_m、等效应力σ_e和剪应力τ；

S₄、根据步骤S₂中的诺顿贝利本构方程中的应力指数n、步骤S₃中获得的静水应力σ_m和等效应力σ_e，确定多轴修正系数F_H-X；

S₅、根据步骤S₃中的最大主应变ε₁和步骤S₄中的多轴修正系数F_H-X，计算得到蠕变等效应变ε_eq＝ε₁F_H-X，根据蠕变等效应变分布，确定局部应变最大值ε_eq，max；

S₆、获取高温结构或部件不连续部位上的路径，进行应变线性化，确定薄膜应变ε_m；

S₇、获取许用应变，即薄膜应变许用值[ε]_m、局部应变许用值[ε]_eq；

S₈、比较步骤S₅中的局部应变最大值ε_eq，max与S₆中的薄膜应变ε_m是否小于步骤S₇中对应的许用应变；若均为是，则高温结构或部件安全；否则执行步骤S₉；

S₉、根据步骤S₃中确定的等效应力和剪应力分布，在所述路径上进行应力线性化，得到局部一次薄膜应力P_L和一次弯曲应力P_b；对所述路径上的剪应力分量进行平均化处理，得到平均剪切应力τ_m；

S₁₀、根据步骤S₁中给定的材料、设计寿命t和设计温度T，获得一次薄膜应力强度限值S_mt、给定温度下与时间无关的最低应力强度值S_m和与温度和时间相关的应力强度限值S_t；

S₁₁、根据步骤S₉中的应力P_L、P_b和应力τ_m，比较应力分类强度计算值P_L、P_L+P_b和P_L+P_b/K_t是否分别小于S_mt、KS_m和S_t；比较剪应力τ_m是否分别小于0.6S_m和0.6S_t；若均为是则高温结构或部件安全；否则，高温结构或部件不安全，其中K_t为由于蠕变影响导致一次弯曲应力发生衰减的系数，K为考虑横截面的截面系数。

在前述计算机设备中的各处描述中用到的“获取”或“获得”的方式是接受外界的输入或者读取存储器上的存储数据或者调用另一程序的输出。

结合附图1和附图2，描述一个根据前述分析考核方法的一个算例。

图1是算例的流程框图。如图1所示，基于应力、应变双判据的高温结构或部件的不连续部位蠕变强度分析考核方法与专用分析程序包括以下步骤：

S₁₀₁、获取设计工况参数：根据设计温度T、设计载荷P、设计寿命t、承压部件的具体材料和结构尺寸，获取设计工况参数；

S₁₀₂、获取材料性能数据：Norton本构方程(其中应力指数为n)，弹性模量E和泊松比μ，应力应变关系曲线；

S₁₀₃、计算部件在设计寿命t时间对应的蠕变应力σ和蠕变应变ε：基于有限元方法对承压部件进行蠕变应力、应变分析，计算出设计寿命t时间对应的最大主应变ε₁、静水应力σ_m、等效应力σ_e和剪切应力τ；

S₁₀₄、确定蠕变多轴修正系数F_H-X：根据步骤S₁₀₂中的应力指数n、步骤S₁₀₃中计算的静水应力σ_m和等效应力σ_e，确定多轴修正系数F_H-X；

S₁₀₅、确定蠕变等效应变ε_eq：根据步骤S₁₀₃中的最大主应变ε₁和步骤S₁₀₄中的多轴修正系数F_H-X，计算得到蠕变等效应变ε_eq＝ε₁F_H-X；根据蠕变等效应变分布，确定局部应变最大值ε_eq，max；

S₁₀₆、确定线性化路径，计算薄膜应变ε_m：选取承压部件上的线性化路径进行应变线性化，确定薄膜应变ε_m；

S₁₀₇、确定薄膜应变许用值[ε]_m和局部应变许用值[ε]_eq；

S₁₀₈、比较步骤S₁₀₅中的局部应变最大值ε_eq，max与S₁₀₆中的薄膜应变ε_m是否小于步骤S₁₀₇中对应的许用应变；若均为是，则承压部件安全；否则执行步骤S₁₀₉；

S₁₀₉、确定所评定路径的应力分量P_L、P_b和剪应力τ_m：根据步骤S₁₀₃中确定的等效应力分布，在所评定的线性化路径上进行应力线性化，得到不同的应力分量P_L和P_b；确定所评定路径上的剪应力τ_m；

S₁₁₀、确定允许一次薄膜应力强度限值S_mt，时间无关应力强度限值S_m和时间相关应力强度限值S_t；

S₁₁₁、根据步骤S₁₀₉中的应力分量P_L和P_b和剪应力τ_m，比较应力分类强度计算值P_L，P_L+P_b和P_L+P_b/K_t是否分别小于S_mt，KS_m和S_t；比较剪应力τ_m是否分别小于0.6S_m和0.6S_t；若均为是则承压部件安全；否则，承压部件不安全。

实施例

某转子部件需要进行高温蠕变强度评价。转子部件设计温度为600℃，设计载荷为30.455KN，转子部件施加旋转角速度为314.15rad/s，设计寿命为100000小时，部件材料为9-12％Cr，转子部件结构见图2。

工艺流程如下：

一、获取设计工况参数。转子部件设计温度T为600℃，设计载荷P为30.455KN，旋转角速度为314.15rad/s，设计寿命t为100000万小时，部件材料为9-12％Cr钢，结构见图2，其示出了选取的路径S。

9-12％Cr钢化学成分(质量分数，％)

C	Si	Mn	P	Cr	Ni
						0.11-0.13	0.05-0.08	0.42-0.54	0.008-0.01	9.4-10.4	0.15-0.8
Mo	V	W	Ni	N	Nb
						1.0-1.51	0.18-0.2	1.03-1.49	0.15-0.8	0.02-0.05	0.04-0.05

二、获取材料性能数据。采用静态法测试获得600℃下的弹性模量E为130.5GPa，泊松比μ为0.3。进行600℃下圆棒拉伸试验，测试获得0.2％塑性延伸强度R_P0.2为145.5MPa，抗拉强度R_m＝444.8MPa。进行600℃下高温圆棒拉伸蠕变试验，测试获得蠕变本构方程

三、根据转子部件的几何参数和材料性能数据，基于有限元分析考核方法对部件进行蠕变应力、应变分析，计算出设计寿命100000小时对应的最大主应变ε₁、静水应力σ_m、等效应力σ_e和剪切应力τ。

四、根据应力指数n、静水应力σ_m和等效应力σ_e，确定多轴修正系数F_H-X。

五、根据最大主应变ε₁和多轴修正系数F_H-X，计算得到蠕变等效应变ε_eq＝ε₁F_H-X；根据蠕变等效应变分布，确定局部应变最大值ε_eq，max＝4.52％。

六、选取承压部件上的线性化路径进行应变线性化，确定薄膜应变ε_m＝2.06％；线性化路径见图2中的路径S。

七、确定薄膜应变许用值[ε]_m＝1％和局部应变许用值[ε]_eq＝5％。

八、明显，薄膜应变ε_m大于薄膜应变许用值[ε]_m。进行第九步分析。

九、根据计算的等效应力和剪应力分布，在所评定的线性化路径上进行应力线性化，得到不同的应力分量P_L＝55.1MPa和P_b＝0MPa；确定所评定路径上的剪应力τ_m＝26MPa；

十、确定允许一次薄膜应力强度限值S_mt＝63.2MPa，时间无关应力强度限值S_m＝97.1MPa，设计寿命t＝100000小时对应的时间相关应力强度限值S_t＝63.2MPa。

十一、应力分类强度计算值P_L＝55.1MPa，P_L+P_b＝55.1MPa和P_L+P_b/K_t＝55.1MPa，均小于对应的S_mt＝63.2MPa，KS_m＝145.7MPa和S_t＝63.2MPa；剪应力τ_m＝26MPa均小于对应的0.6S_m＝58.3MPa和0.6S_t＝37.9MPa。说明承压部件安全。

上述所列的实施例仅仅是本发明的较佳实例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依据本发明申请专利范围的内容所作的等效变化和修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (6)

1.一种蠕变强度分析考核方法，包括以下步骤：

S₁、获取设计工况参数，所述参数包括设计温度T、设计载荷P、设计寿命t、高温结构或部件的具体材料和结构尺寸；

S₂、根据步骤S₁中的材料和设计温度T，获得材料的参数，所述参数包括诺顿贝利本构方程、弹性模量E和泊松比μ、应力应变关系曲线；

S₃、计算出设计寿命t时间对应的最大主应变ε₁、静水应力σ_m、等效应力σ_e和剪应力τ；

S₄、根据步骤S₂中的诺顿贝利本构方程中的应力指数n、步骤S₃中计算的静水应力σ_m和等效应力σ_e，确定多轴修正系数F_H-X；

S₅、根据步骤S₃中的最大主应变ε₁和步骤S₄中的多轴修正系数F_H-X，计算得到蠕变等效应变ε_eq＝ε₁F_H-X，根据蠕变等效应变分布，确定局部应变最大值ε_eq,max；

S₆、选取高温结构或部件不连续部位上的路径进行应变线性化，确定薄膜应变ε_m；

S₇、确定许用应变，即薄膜应变许用值[ε]_m、局部应变许用值[ε]_eq；

S₈、比较步骤S₅中的局部应变最大值ε_eq,max与S₆中的薄膜应变ε_m是否小于步骤S₇中对应的许用应变；若均为是，则高温结构或部件安全；否则执行步骤S₉；

S₉、根据步骤S₃中确定的等效应力和剪应力分布，在所述路径上进行应力线性化，得到局部一次薄膜应力P_L和一次弯曲应力P_b；对所述路径上的剪应力分量进行平均化处理，得到平均剪切应力τ_m；

S₁₀、根据步骤S₁中给定的材料、设计寿命t和设计温度T，获得一次薄膜应力强度限值S_mt、给定温度下与时间无关的最低应力强度值S_m和与温度和时间相关的应力强度限值S_t；

S₁₁、根据步骤S₉中的应力P_L、P_b和应力τ_m，比较应力分类强度计算值P_L、P_L+P_b和P_L+P_b/K_t是否分别小于S_mt、KS_m和S_t；比较剪应力τ_m是否分别小于0.6S_m和0.6S_t；若均为是则高温结构或部件安全；否则，高温结构或部件不安全，其中K_t为由于蠕变影响导致一次弯曲应力发生衰减的系数，K为考虑横截面的截面系数；

其中，在步骤S4中，以Hu-Xuan多轴蠕变修正模型确定多轴修正系数F_H-X：

2.如权利要求1所述的蠕变强度分析考核方法，其特征在于，在步骤S₁₁中，矩形截面K_t＝1.25，K＝1.5。

3.如权利要求1所述的蠕变强度分析考核方法，其特征在于，步骤S₃基于有限元方法对高温结构或部件进行应力、应变分析计算。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S₂中所述诺顿贝利本构方程采用高温圆棒拉伸蠕变测试获得；所述弹性模量E采用动态热机械分析仪测试获得；所述应力应变关系曲线采用高温圆棒拉伸测试获得。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S₆中所述路径的选取根据计算的蠕变应力场、应变场和高温结构或部件的结构尺寸综合考量确定。

6.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

S₁、获取设计工况参数，所述参数包括设计温度T、设计载荷P、设计寿命t、高温结构或部件的具体材料和结构尺寸；

S₂、根据步骤S₁中的材料和设计温度T，获得材料的参数，所述参数包括诺顿贝利本构方程、弹性模量E和泊松比μ、应力应变关系曲线；

S₃、获得设计寿命t时间对应的最大主应变ε₁、静水应力σ_m、等效应力σ_e和剪应力τ；

S₄、根据步骤S₂中的诺顿贝利本构方程中的应力指数n、步骤S₃中获得的静水应力σ_m和等效应力σ_e，确定多轴修正系数F_H-X；

S₅、根据步骤S₃中的最大主应变ε₁和步骤S₄中的多轴修正系数F_H-X，计算得到蠕变等效应变ε_eq＝ε₁F_H-X，根据蠕变等效应变分布，确定局部应变最大值ε_eq,max；

S₆、获取高温结构或部件不连续部位上的路径，进行应变线性化，确定薄膜应变ε_m；

S₇、获取许用应变，即薄膜应变许用值[ε]_m、局部应变许用值[ε]_eq；

S₈、比较步骤S₅中的局部应变最大值ε_eq,max与S₆中的薄膜应变ε_m是否小于步骤S₇中对应的许用应变；若均为是，则高温结构或部件安全；否则执行步骤S₉；

S₉、根据步骤S₃中确定的等效应力和剪应力分布，在所述路径上进行应力线性化，得到局部一次薄膜应力P_L和一次弯曲应力P_b；对所述路径上的剪应力分量进行平均化处理，得到平均剪切应力τ_m；

S₁₀、根据步骤S₁中给定的材料、设计寿命t和设计温度T，获得一次薄膜应力强度限值S_mt、给定温度下与时间无关的最低应力强度值S_m和与温度和时间相关的应力强度限值S_t；

S₁₁、根据步骤S₉中的应力P_L、P_b和应力τ_m，比较应力分类强度计算值P_L、P_L+P_b和P_L+P_b/K_t是否分别小于S_mt、KS_m和S_t；比较剪应力τ_m是否分别小于0.6S_m和0.6S_t；若均为是则高温结构或部件安全；否则，高温结构或部件不安全，其中K_t为由于蠕变影响导致一次弯曲应力发生衰减的系数，K为考虑横截面的截面系数；

其中，在步骤S4中，以Hu-Xuan多轴蠕变修正模型确定多轴修正系数F_H-X：