CN115048832A - 蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定方法及系统 - Google Patents

蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定方法及系统 Download PDF

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涂善东
赵宇辰
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张国栋
夏咸喜
谈建平
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Suzhou Nuclear Power Research Institute Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定方法及系统，涉及损伤容限领域，方法包括：建立含有不同尺寸裂纹的管道有限元模型并进行数值计算，得到管道内裂纹尖端的应力强度因子；获取裂纹扩展模型和管道裂纹尺寸；根据管道裂纹尺寸确定蠕变疲劳裂纹扩展速率；根据应力强度因子和蠕变疲劳裂纹扩展速率计算裂纹扩展寿命；根据管道裂纹尺寸确定断裂韧性；根据断裂韧性和管道裂纹尺寸计算管道的剩余强度；根据裂纹扩展寿命和剩余强度，构建蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定图。本发明能够为管道结构的损伤容限评定提供思路，助力管道的断裂评定和剩余寿命预测，并对其结构的维护和检修提供指导建议。

Description

蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定方法及系统
技术领域
本发明涉及损伤容限领域，特别是涉及一种蠕变疲劳载荷作用下高温管道结构损伤容限评定方法。
背景技术
随着断裂力学理论的发展，以及对复杂结构在加工、运输、使用中的失效分析需求增加，学者们逐渐认识到损伤容限评定是必要的。损伤容限理论是为了确立结构剩余强度，裂纹扩展速率与设备检修周期三者关系而存在一种结构设计理论。而失效主要是由结构内部不易发现的裂纹引起的，裂纹会在载荷的作用下增加构件失效的风险。随着使用时间的增加，长期处于恶劣的工作环境中，导致复杂结构的剩余寿命大幅减少。
随着对设备可靠性与剩余强度的要求不断提高，学者们开始关注含裂纹结构的损伤容限评定方法。因此，本发明提出一种蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定方法及系统，基于本发明的方法可以获得与含裂纹管道裂纹尺寸相关的应力强度因子、裂纹扩展寿命、断裂韧性和剩余强度等关键指标，以此对含裂纹管道进行损伤容限评定。该方法对于研究管道结构损伤容限评定有着重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定方法及系统，为管道结构的损伤容限评定提供思路，助力管道的断裂评定和剩余寿命预测，并对其结构的维护和检修提供指导建议。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定方法，包括：
建立含有不同尺寸裂纹的管道有限元模型；
对所述管道有限元模型进行数值计算，得到管道内裂纹尖端的应力强度因子；
获取裂纹扩展模型；
获取所述裂纹扩展模型的管道裂纹尺寸；
根据所述管道裂纹尺寸确定蠕变疲劳裂纹扩展速率；
根据所述应力强度因子和蠕变疲劳裂纹扩展速率计算裂纹扩展寿命，所述裂纹扩展寿命为裂纹从某一初始尺寸扩展到某一临界尺寸所经历的寿命；
根据所述管道裂纹尺寸确定断裂韧性；
根据所述断裂韧性和管道裂纹尺寸计算管道的剩余强度；
根据所述裂纹扩展寿命和剩余强度，构建蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定图，所述损伤容限评定图用于评定蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限。
可选的，所述应力强度因子采用如下公式计算：
Figure BDA0003661828030000021
其中，K为应力强度因子；Y为形状系数；σ为应力；a为裂纹尺寸。
可选的，所述裂纹扩展速率采用如下公式计算：
Figure BDA0003661828030000022
Kmax＝ΔK/(1-R)
f＝(T+th)-1
其中，da/dN为裂纹扩展速率；ΔK为应力强度因子范围变量；C和n是由疲劳裂纹扩展实验获得的拟合参数；A和m是由蠕变裂纹扩展实验获得的拟合参数；D，q，p1，p2，p3均为材料参数；Kmax为最大应力强度因子；R为应力比；f为频率；T为加卸载过程的周期；th为蠕变载荷保持时间。
可选的，所述裂纹扩展寿命采用如下公式计算：
Figure BDA0003661828030000023
其中，N为裂纹扩展寿命；a0为初始裂纹尺寸；ac为临界裂纹尺寸。
可选的，所述剩余强度采用如下公式计算：
Figure BDA0003661828030000024
Figure BDA0003661828030000025
其中，σrs为剩余强度；KIC是用临界裂纹尖端应力强度因子表示的断裂韧性，记为第一断裂韧性；ac为临界裂纹尺寸；E为管道材料的弹性模量；ν为管道材料的泊松比，JIC是用临界J积分表示的断裂韧性，记为第二断裂韧性。
一种蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定系统，包括：
管道有限元模型建立模块，用于建立含有不同尺寸裂纹的管道有限元模型；
应力强度因子计算模块，用于对所述管道有限元模型进行数值计算，得到管道内裂纹尖端的应力强度因子；
裂纹扩展模型获取模块，用于获取裂纹扩展模型；
管道裂纹尺寸获取模块，用于获取所述裂纹扩展模型的管道裂纹尺寸；
蠕变疲劳裂纹扩展速率确定模块，用于根据所述管道裂纹尺寸确定蠕变疲劳裂纹扩展速率；
裂纹扩展寿命计算模块，用于根据所述应力强度因子和蠕变疲劳裂纹扩展速率计算裂纹扩展寿命，所述裂纹扩展寿命为裂纹从某一初始尺寸扩展到某一临界尺寸所经历的寿命；
断裂韧性确定模块，用于根据所述管道裂纹尺寸确定断裂韧性；
剩余强度计算模块，用于根据所述断裂韧性和管道裂纹尺寸计算管道的剩余强度；
损伤容限评定模块，用于根据所述裂纹扩展寿命和剩余强度，构建蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定图，所述损伤容限评定图用于评定蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限。
可选的，所述应力强度因子计算模块采用如下公式计算：
Figure BDA0003661828030000031
其中，K为应力强度因子；Y为形状系数；σ为应力；a为裂纹尺寸。
可选的，所述蠕变疲劳裂纹扩展速率确定模块采用如下公式计算：
Figure BDA0003661828030000032
Kmax＝ΔK/(1-R)
f＝(T+th)-1
其中，da/dN为裂纹扩展速率；ΔK为应力强度因子范围变量；C和n是由疲劳裂纹扩展实验获得的拟合参数；A和m是由蠕变裂纹扩展实验获得的拟合参数；D，q，p1，p2，p3均为材料参数；Kmax为最大应力强度因子；R为应力比；f为频率；T为加卸载过程的周期；th为蠕变载荷保持时间。
可选的，所述裂纹扩展寿命计算模块采用如下公式计算：
Figure BDA0003661828030000041
其中，N为裂纹扩展寿命；a0为初始裂纹尺寸；ac为临界裂纹尺寸。
可选的，所述剩余强度计算模块采用如下公式计算：
Figure BDA0003661828030000042
Figure BDA0003661828030000043
其中，σrs为剩余强度；KIC为第一断裂韧性；ac为临界裂纹尺寸；E为管道材料的弹性模量；ν为管道材料的泊松比，JIC为第二断裂韧性。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提出蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定方法及系统，基于该方法可以获得与含裂纹管道裂纹尺寸相关的应力强度因子、裂纹扩展寿命、断裂韧性和剩余强度等关键指标，以此对含裂纹管道进行损伤容限评定。该方法对于研究管道结构损伤容限评定有着重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定方法流程图；
图2为本发明实施例中选用管道的几何尺寸与裂纹尺寸图；
图3A为本发明实施例中二分之一管道结构有限元模型图；
图3B为管道有限元模型裂尖局部细化的网格图；
图4为本发明实施例中管道的裂纹扩展寿命曲线图；
图5为本发明实施例中所用材料DP2-A52钢的断裂韧性与拘束参数Ad之间的JIC/Jref-Ad关联线图；
图6为本发明实施例中根据建立的含不同尺寸裂纹管道的有限元模型，获得J积分与拘束参数Ad之间的J/Jref-Ad关联线图；
图7为本发明实施例中断裂曲线与开动力曲线的交互图；
图8为本发明实施例中含不同尺寸裂纹管道的剩余强度曲线图；
图9为本发明实施例中蠕变疲劳载荷作用下高温管道结构的损伤容限评定图；
图10为本发明蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定系统模块图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定方法及系统，为管道结构的损伤容限评定提供思路，助力管道的断裂评定和剩余寿命预测，并对其结构的维护和检修提供指导建议。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供一种蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定方法，包括以下步骤：
步骤101：建立含有不同尺寸裂纹的管道有限元模型。
步骤101具体为：根据管道结构的真实几何和真实工况，在ABAQUS中建立含有不同尺寸裂纹的管道的有限元模型，设置合适的载荷与边界条件，并将其材料对应的本构参数输入模型，进一步包括以下步骤：
步骤S11：如图2所示，管道的外径为406mm，内半径为396.5mm，壁厚为9.5mm。在有限元软件ABAQUS中建立含不同尺寸裂纹的管道模型，根据管道的对称性，选取二分之一结构建立有限元模型，如图3A所示。管道所受内的工作压力为1.55MPa，内压所产生的轴向力为15.41MPa。管道试样材料选用DP2-A52钢，将本模型中用到的DP2-A52钢的本构参数输入模型，如表1所示：
表1：本模型中用到的DP2-A52钢的本构参数
Figure BDA0003661828030000061
步骤S12：通过Interaction模块，在管道模型中添加不同尺寸的裂纹，裂纹尺寸假设分别为16.7mm、33.4mm、41.7mm。所有模型均采用线性减缩积分三维单元(C3D8R)进行分析，裂纹前端采用较细的网格划分，如图3B所示。该模型共包含60080个单元。
步骤102：对所述管道有限元模型进行数值计算，得到管道内裂纹尖端的应力强度因子。
步骤102具体为：对含有不同尺寸裂纹管道的有限元模型进行数值计算，获取含有不同尺寸裂纹时管道内裂纹尖端的应力强度因子，进一步包括以下步骤：
步骤S21：有限元计算时，在Step模块中的History Output Request界面，添加所设置裂纹应力强度因子K的历史输出变量；
步骤S22：对4个含不同裂纹尺寸的管道模型进行有限元计算，计算完成后，在Visualization模块，获得应力强度因子K的历史输出数据，应力强度因子K和裂纹的尺寸满足如下关系式：
Figure BDA0003661828030000062
式中，Y为形状系数；σ为应力；a为裂纹尺寸。
形状系数Y可通过上式拟合求出，具体数据如表2所示：
表2：含有不同裂纹尺寸管道的应力强度因子K
Figure BDA0003661828030000063
Figure BDA0003661828030000071
步骤103：获取裂纹扩展模型。
步骤104：获取所述裂纹扩展模型的管道裂纹尺寸。
步骤105：根据所述管道裂纹尺寸确定蠕变疲劳裂纹扩展速率。
步骤106：根据所述应力强度因子和蠕变疲劳裂纹扩展速率计算裂纹扩展寿命，所述裂纹扩展寿命为裂纹从某一初始尺寸扩展到某一临界尺寸所经历的寿命。
步骤103-106具体为：确定管道裂纹尺寸相关的蠕变疲劳裂纹扩展速率，并进一步计算裂纹从某一初始尺寸a0扩展到某一临界尺寸ac所经历的寿命；具体包括以下步骤：
步骤S31：根据已公布文献[Yang H,Bao R,Zhang J,et al.Crack growthbehaviour of a nickel-based powder metallurgy superalloy under elevatedtemperature[J].International Journal ofFatigue,2011,33(4):632-641.]，选择Yang的裂纹扩展模型，该模型以应力强度因子K为断裂参量，并且可以较为准确地描述构件的裂纹扩展行为，裂纹扩展速率曲线满足如下关系式：
Figure BDA0003661828030000072
Kmax＝ΔK/(1-R)
f＝(T+th)-1
式中，da/dN为裂纹扩展速率；ΔK为应力强度因子范围变量；C和n由疲劳裂纹扩展实验获得的拟合参数；A和m由蠕变裂纹扩展实验获得的拟合参数；D，q，p1，p2，p3均为材料参数；Kmax为最大应力强度因子；R为应力比；f为启停机频率；T为加卸载过程的时间；th为管道持续运行时间。具体数据如表3所示：
表3：裂纹扩展模型参数数据
Figure BDA0003661828030000073
步骤S32：根据选定的裂纹扩展模型，对裂纹尺寸a进行积分，求得构件的裂纹扩展寿命，获得含有不同裂纹尺寸管道的裂纹扩展寿命曲线，如图4所示。其寿命满足如下关系式：
Figure BDA0003661828030000081
式中，N为裂纹扩展寿命；a0为初始裂纹尺寸，本实施例中假设a0为0.5mm；ac为临界裂纹尺寸，a是裂纹长度，da是两个时刻之间裂纹的差值，dN是两个时刻之间循环周次的差值，其中，当积分上限ac为不同的尺寸的裂纹时，求解出的裂纹扩展寿命也不同。
步骤107：根据所述管道裂纹尺寸确定断裂韧性。
步骤107具体为：计算管道裂纹尺寸相关的断裂韧性，其中，KIC是用临界裂纹尖端应力强度因子表示的断裂韧性，记为第一断裂韧性；JIC是用临界J积分表示的断裂韧性，记为第二断裂韧性；还有δc是用临界裂纹尖端张开位移表示的断裂韧性，记为第三断裂裂韧性。
一般断裂韧性都是通过标准试样求得的，但是同种材料的试样和具体的结构，断裂韧性是不一样的，本发明的关键技术之一就是通过有限元手段，将试样的断裂韧性转变为结构(管道)的断裂韧性。
步骤107进一步包括以下步骤：
步骤S41：本实施例中所用的DP2-A52钢，其断裂韧性与拘束参数Ad之间存在特定的统一关联，即JIC/Jref-Ad关联线，这条关联线为材料的断裂曲线，如图5所示。关联线的纵坐标为JIC/Jref，JIC为材料的第二断裂韧性，Jref为参考试样断裂韧性。在断裂曲线中，JIC是由试验得到的数据，Jref是其中一个参考试样的数据，Ad是由有限元模拟出的数据。拘束参数Ad满足如下关系式：
Ad＝δ/δref
式中，δ为试样或结构裂纹的裂纹尖端张开位移值(CTOD值)；δref为标准高约束参考试样在断裂时的CTOD值，具体数据如表4所示；
表4：不同面内拘束的SEN(B)试样的断裂韧性及拘束参数
Figure BDA0003661828030000082
Figure BDA0003661828030000091
步骤S42：根据建立的含有裂纹管道的有限元模型，获得J积分与拘束参数Ad之间的关联线，即JIC/Jref-Ad关联线，这条关联线为材料的裂纹开动力曲线，在开动力曲线中，JIC是由有限元计算得到的数据，Jref是其中一个参考试样有限元模型的数据，Ad是也是由有限元模拟出的数据。
其中，断裂曲线和开动力曲线横纵坐标相同，只是曲线数据点和斜率不同。
如图6所示；
步骤S43：断裂曲线与开动力曲线的交点即为试样的起裂点，交点纵坐标与参考试样的断裂韧性Jref的乘积为管道裂纹尺寸相关的第二断裂韧性JIC，如图7所示。含有不同裂纹尺寸管道的断裂韧性如表5所示：
表5：不同裂纹尺寸管道的断裂韧性
Figure BDA0003661828030000092
步骤108：根据所述断裂韧性和管道裂纹尺寸计算管道的剩余强度。
步骤108具体为：基于管道裂纹尺寸相关的断裂韧性和裂纹尺寸计算管道的剩余强度，进一步包括以下步骤：
步骤S51：基于步骤S43中的断裂韧性，计算含有不同尺寸裂纹管道的剩余强度。剩余强度σrs满足如下关系式：
Figure BDA0003661828030000093
Figure BDA0003661828030000094
式中，KIC为第一断裂韧性；E为材料的弹性模量，DP2-A52钢的弹性模量为224000MPa；ν为材料的泊松比，其值为0.3；JIC为第二断裂韧性。
步骤S52：基于步骤S41中含有不同尺寸裂纹管道的剩余强度结果，绘制出管道的剩余强度曲线，如图8所示。
步骤109：根据所述裂纹扩展寿命和剩余强度，构建蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定图，所述损伤容限评定图用于评定蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限。
步骤109具体为：结合步骤S32中裂纹扩展寿命曲线和步骤S52中剩余强度曲线，建立并绘制如图9所示的含有裂纹管道的损伤容限评定图。
另外，基于上述方法，本发明还提供了一种蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定系统，包括：
管道有限元模型建立模块201，用于建立含有不同尺寸裂纹的管道有限元模型。
应力强度因子计算模块202，用于对所述管道有限元模型进行数值计算，得到管道内裂纹尖端的应力强度因子。
裂纹扩展模型获取模块203，用于获取裂纹扩展模型。
管道裂纹尺寸获取模块204，用于获取所述裂纹扩展模型的管道裂纹尺寸。
蠕变疲劳裂纹扩展速率确定模块205，用于根据所述管道裂纹尺寸确定蠕变疲劳裂纹扩展速率。
裂纹扩展寿命计算模块206，用于根据所述应力强度因子和蠕变疲劳裂纹扩展速率计算裂纹扩展寿命，所述裂纹扩展寿命为裂纹从某一初始尺寸扩展到某一临界尺寸所经历的寿命。
断裂韧性确定模块207，用于根据所述管道裂纹尺寸确定断裂韧性。
剩余强度计算模块208，用于根据所述断裂韧性和管道裂纹尺寸计算管道的剩余强度。
损伤容限评定模块209，用于根据所述裂纹扩展寿命和剩余强度，构建蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定图，所述损伤容限评定图用于评定蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定方法，其特征在于，包括：
建立含有不同尺寸裂纹的管道有限元模型；
对所述管道有限元模型进行数值计算，得到管道内裂纹尖端的应力强度因子；
获取裂纹扩展模型；
获取所述裂纹扩展模型的管道裂纹尺寸；
根据所述管道裂纹尺寸确定蠕变疲劳裂纹扩展速率；
根据所述应力强度因子和蠕变疲劳裂纹扩展速率计算裂纹扩展寿命，所述裂纹扩展寿命为裂纹从某一初始尺寸扩展到某一临界尺寸所经历的寿命；
根据所述管道裂纹尺寸确定断裂韧性；
根据所述断裂韧性和管道裂纹尺寸计算管道的剩余强度；
根据所述裂纹扩展寿命和剩余强度，构建蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定图，所述损伤容限评定图用于评定蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限。
2.根据权利要求1所述的蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定方法，其特征在于，所述应力强度因子采用如下公式计算：
Figure FDA0003661828020000011
其中，K为应力强度因子；Y为形状系数；σ为应力；a为裂纹尺寸。
3.根据权利要求1所述的蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定方法，其特征在于，所述裂纹扩展速率采用如下公式计算：
Figure FDA0003661828020000012
Kmax＝ΔK/(1-R)
f＝(T+th)-1
其中，da/dN为裂纹扩展速率；ΔK为应力强度因子范围变量；C和n是由疲劳裂纹扩展实验获得的拟合参数；A和m是由蠕变裂纹扩展实验获得的拟合参数；D，q，p1，p2，p3均为材料参数；Kmax为最大应力强度因子；R为应力比；f为频率；T为加卸载过程的周期；th为蠕变载荷保持时间。
4.根据权利要求1所述的所述的蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定方法，其特征在于，所述裂纹扩展寿命采用如下公式计算：
Figure FDA0003661828020000021
其中，N为裂纹扩展寿命；a0为初始裂纹尺寸；ac为临界裂纹尺寸。
5.根据权利要求1所述的所述的蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定方法，其特征在于，所述剩余强度采用如下公式计算：
Figure FDA0003661828020000022
Figure FDA0003661828020000023
其中，σrs为剩余强度；KIC是用临界裂纹尖端应力强度因子表示的断裂韧性，记为第一断裂韧性；ac为临界裂纹尺寸；E为管道材料的弹性模量；ν为管道材料的泊松比，JIC是用临界J积分表示的断裂韧性，记为第二断裂韧性。
6.一种蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定系统，其特征在于，包括：
管道有限元模型建立模块，用于建立含有不同尺寸裂纹的管道有限元模型；
应力强度因子计算模块，用于对所述管道有限元模型进行数值计算，得到管道内裂纹尖端的应力强度因子；
裂纹扩展模型获取模块，用于获取裂纹扩展模型；
管道裂纹尺寸获取模块，用于获取所述裂纹扩展模型的管道裂纹尺寸；
蠕变疲劳裂纹扩展速率确定模块，用于根据所述管道裂纹尺寸确定蠕变疲劳裂纹扩展速率；
裂纹扩展寿命计算模块，用于根据所述应力强度因子和蠕变疲劳裂纹扩展速率计算裂纹扩展寿命，所述裂纹扩展寿命为裂纹从某一初始尺寸扩展到某一临界尺寸所经历的寿命；
断裂韧性确定模块，用于根据所述管道裂纹尺寸确定断裂韧性；
剩余强度计算模块，用于根据所述断裂韧性和管道裂纹尺寸计算管道的剩余强度；
损伤容限评定模块，用于根据所述裂纹扩展寿命和剩余强度，构建蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定图，所述损伤容限评定图用于评定蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限。
7.根据权利要求6所述的蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定系统，其特征在于，所述应力强度因子计算模块采用如下公式计算：
Figure FDA0003661828020000031
其中，K为应力强度因子；Y为形状系数；σ为应力；a为裂纹尺寸。
8.根据权利要求6所述的蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定系统，其特征在于，所述蠕变疲劳裂纹扩展速率确定模块采用如下公式计算：
Figure FDA0003661828020000032
Kmax＝ΔK/(1-R)
f＝(T+th)-1
其中，da/dN为裂纹扩展速率；ΔK为应力强度因子范围变量；C和n是由疲劳裂纹扩展实验获得的拟合参数；A和m是由蠕变裂纹扩展实验获得的拟合参数；D，q，p1，p2，p3均为材料参数；Kmax为最大应力强度因子；R为应力比；f为频率；T为加卸载过程的周期；th为蠕变载荷保持时间。
9.根据权利要求6所述的蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定系统，其特征在于，所述裂纹扩展寿命计算模块采用如下公式计算：
Figure FDA0003661828020000033
其中，N为裂纹扩展寿命；a0为初始裂纹尺寸；ac为临界裂纹尺寸。
10.根据权利要求6所述的蠕变疲劳载荷作用下高温管道的损伤容限评定系统，其特征在于，所述剩余强度计算模块采用如下公式计算：
Figure FDA0003661828020000041
Figure FDA0003661828020000042
其中，σrs为剩余强度；KIC是用临界裂纹尖端应力强度因子表示的断裂韧性，记为第一断裂韧性；ac为临界裂纹尺寸；E为管道材料的弹性模量；ν为管道材料的泊松比，JIC是用临界J积分表示的断裂韧性，记为第二断裂韧性。
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