超高压容器筒体外壁轴-径向裂纹应力强度因子计算方法技术

本发明专利技术涉及超高压容器设计开发及疲劳失效评定计算技术领域，具体涉及一种超高压容器筒体外壁轴‑径向裂纹应力强度因子计算方法。本发明专利技术包括以下步骤：确定超高压容器的结构参数，测量出轴‑径向裂纹的形状参数，并确定筒体的载荷工况；拟合垂直于裂纹所在平面的应力分布；计算所需的拟合系数；计算出当前裂纹形状下的另一拟合系数；计算出当前裂纹最深点处和靠近自由表面处的裂纹形状系数；计算出应力强度因子K

Calculation method of stress intensity factor of axial radial crack on outer wall of ultra-high pressure vessel

【技术实现步骤摘要】
超高压容器筒体外壁轴-径向裂纹应力强度因子计算方法
本专利技术涉及超高压容器设计开发及疲劳失效评定计算
，具体涉及一种超高压容器筒体外壁轴-径向裂纹应力强度因子计算方法。
技术介绍
筒体外壁轴-径向表面裂纹是超高压容器在制造及运行使用中常见的一种裂纹形式，主要为半椭圆形，也就是GB34019—2017《超高压容器》所述典型裂纹中的E型裂纹。从压力容器的损伤容限角度出发，需要准确地计算出裂纹尖端的应力强度因子，因为它是含裂纹压力容器剩余强度评估和基于疲劳裂纹扩展的剩余寿命预测的关键参数。因而，在实际工程应用中，找到一种快速简洁的筒体外壁轴-径向半椭圆形裂纹应力强度因子计算方法显得尤为重要。传统裂纹尖端应力强度因子计算方法主要有数学分析法、有限元法、边界配置法及光弹性法等，目前大多学者及研究人员以数学分析法(主要为权函数法)和有限元法居多。对于超高压容器典型裂纹应力强度因子的计算，美国的ASMEBPVC.Ⅷ.3-2019《AlternativeRulesforConstructionofHighPressureVessels》中的非强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高压容器筒体外壁轴-径向裂纹应力强度因子计算方法，其特征在于包括以下步骤：/nS1、确定超高压容器的结构参数，测量出轴-径向裂纹的形状参数，并确定筒体的载荷工况；/nS2、按下式拟合垂直于裂纹所在平面的应力分布：/nσ＝A′

【技术特征摘要】
1.一种超高压容器筒体外壁轴-径向裂纹应力强度因子计算方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、确定超高压容器的结构参数，测量出轴-径向裂纹的形状参数，并确定筒体的载荷工况；
S2、按下式拟合垂直于裂纹所在平面的应力分布：
σ＝A′0+A′1(x/t)+A′2(x/t)2+A′3(x/t)3,0≤x≤t(式1)
其中：
σ为垂直于筒体外壁轴-径向裂纹所在平面的应力，单位MPa；
x为裂纹自由表面起所量得的距离，单位mm；
t为容器圆筒壁厚，单位mm；
S3、由下式计算出式1中所需的拟合系数A′i：



其中：
a00∈[0.9，1]、a01∈[0.01，0.02]、a02∈[0.1，0.2]、a03∈[0.1，0.2]；a10∈[3.3，3.4]、a11∈[3.7，3.8]、a12∈[1.2，1.3]、a13∈[0.6，0.7]；a20∈[2.5，2.6]、a21∈[5.0，5.1]、a22∈[1.6，1.7]、a23∈[0.7，0.8]；a30∈[0.2，0.3]、a31∈[1.3，1.4]、a32∈[1.1，1.2]、a33∈[0.5，0.6]；
K为筒体外径与内径之比；
po为筒体外压载荷，单位MPa；
pi为筒体内压载荷，单位MPa；
S4、按下式计算出当前裂纹形状下的另一拟合系数Ai：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪志福，秦宗川，周煜，朱金花，危书涛，戴兴旺，汪兵，董杰，
申请(专利权)人：合肥通用机械研究院有限公司，合肥通用机械研究院特种设备检验站有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34