【技术实现步骤摘要】
应力集中部位裂纹自由表面处应力强度因子的计算方法
[0001]本专利技术属于高压及超高压容器的设计开发处理及失效评定领域,具体涉及一种应力集中部位裂纹自由表面处应力强度因子的计算方法
。
技术介绍
[0002]高压及超高压容器的应力集中部位,是在制造及使用运行过程中最易损伤的地方,更是最易出现表面裂纹缺陷的区域,通常表现为半椭圆形或半圆形裂纹;
GB/T 34019—2017《
超高压容器
》
中明确表述的开孔处裂纹(
B
型)和盲底裂纹(
D
型),便是此类应力集中部位中出现的典型裂纹
。
在高压及超高压容器的设计开发处理及失效评定过程中,需要准确地计算出裂纹尖端的应力强度因子,因为它在含裂纹压力容器剩余强度评定和裂纹扩展剩余寿命计算中是不可或缺的关键参数;尤其对于某些特定裂纹,评定过程中更需重点考察自由表面处以及最深点处应力强度因子的值
。
因而,在实际工程应用中,找到一种简洁又能保证计算精度的应力集中部位裂纹自由表面和最深点其中之一处的应力强度因子的计算方法,显得尤为重要
。
[0003]当前,裂纹尖端的应力强度因子的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,其中以有限元法居多
。
对于高压及超高压容器典型裂纹应力强度因子的计算,
ASME BPVC.
Ⅷ
.3
‑
2021《Al ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
应力集中部位裂纹自由表面处应力强度因子的计算方法,其特征在于包括以下步骤:
S1.
根据容器结构及载荷参数,对应力集中部位进行弹性应力分析;
S2.
根据分析的结果,提取出垂直于裂纹所在平面的应力分布数据;
S3.
把应力分布数据进行离散化,获得离散化数据,各段离散化数据分别进行多项式求解,获得相应段离散化数据的应力分布函数;
S4.
进行裂纹形状系数的计算;
S5.
进行裂纹自由表面处应力强度因子的计算
。2.
根据权利要求1所述的应力集中部位裂纹自由表面处应力强度因子的计算方法,其特征在于:步骤
S3
中,每三组彼此相邻的应力分布数据形成一段离散化数据,各相邻段离散化数据之间彼此衔接,以保证连续性;具体包括以下子步骤:
S31.
按下式求取第
i
段离散化数据的多项式系数
a
0i
、a
1i
及
a
2i
::式中:为步骤
S2
中所提取的应力分布数据中第组对应的应力值,单位
MPa
;为步骤
S2
中所提取的应力分布数据中第组对应的应力值,单位
MPa
;为步骤
S2
中所提取的应力分布数据中第组对应的应力值,单位
MPa
;为步骤
S2
中所提取的应力分布数据中第组对应的深度值,单位
mm
;为步骤
S2
中所提取的应力分布数据中第组对应的深度值,单位
mm
;为步骤
S2
中所提取的应力分布数据中第组对应的深度值,单位
mm
;
S32.
以下式进行第
i
段离散化数据的应力分布函数
y
i
(x)
的求解:式中:
x
为裂纹自由表面起所测得的距离,也即深度,为变量,,单位
【专利技术属性】
技术研发人员:汪志福,范志超,周煜,秦宗川,牛铮,范海俊,戴兴旺,危书涛,朱金花,
申请(专利权)人:合肥通用机械研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。