一种松动件等效振动试验的试验时长获取方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种松动件等效振动试验的试验时长获取方法及系统，基于松动件的有限元模型，利用模态分析和随机振动分析的方式获得松动件在所受的流致振动载荷下响应的加速度功率谱密度函数；对加速度功率谱密度函数进行时程分析，得到加速度幅值统计数据；根据加速度幅值统计数据基于线性损伤理论获得等效试验时间；本发明专利技术的方法无需通过流致振动试验来获得实际的振动响应，解决了等效振动试验技术中实际振动响应难以取得的问题，减少了经济成本和时间成本，并保证了等效振动试验的保守性

【技术实现步骤摘要】
一种松动件等效振动试验的试验时长获取方法及系统


[0001]本专利技术属于等效振动试验
，尤其涉及一种松动件等效振动试验的试验时长获取方法及系统
。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术
。
[0003]螺钉
、
螺帽等连接件，在流体载荷的不断冲击下，可能会出现松动或松脱现象
。
在连接件的设计或改造过程中，需要通过振动试验来验证其防松性能
。
连接件在实际使用过程中，往往需要服役很长一段时间，例如在核电站中，大多需要满足六十年的使用年限，以模拟实际的试验方法来验证连接件的防松性能显然是不现实的
。
因此，需要通过振动试验的等效技术，即以加速振动的方法来模拟实际振动的技术，缩短试验的时长
。
然而，等效试验所需时长需要得到部件在流致振动载荷下的实际振动响应数据后，基于疲劳和累计损伤理论获得
。
该试验数据往往需要通过流致振动试验，利用传感器获得
。
试验难度大，且需要耗费较大的试验成本，给等效振动试验技术的实际应用带来困难
。

技术实现思路

[0004]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种松动件等效振动试验的试验时长获取方法及系统，基于松动件的有限元模型，利用模态分析和随机振动分析的方式获得松动件在所受的流致振动载荷下响应的加速度功率谱密度函数，基于加速度功率谱密度函数求解等效时长，无需通过传感器获得松动件位置在流致振动载荷下的实际响应，解决了等效振动试验技术中实际振动响应难以取得的问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的第一个方面提供一种松动件等效振动试验的试验时长获取方法，包括：
[0006]建立松动件的流体计算模型，根据所建立的流体计算模型获取流体物理参数；
[0007]根据所获取的物理参数基于流致振动理论计算得到松动件所受的流致振动载荷；
[0008]基于松动件的有限元模型，利用模态分析和随机振动分析的方式获得松动件在所受的流致振动载荷下响应的加速度功率谱密度函数；
[0009]将所获得的加速度功率谱密度函数进行时程分析，得到加速度幅值统计数据；
[0010]根据所述加速度幅值统计数据基于线性损伤理论获得等效试验时间，对松动件进行等效试验
。
[0011]本专利技术的第二个方面提供一种松动件等效振动试验的试验时长获取系统，包括：
[0012]流体计算模块建立模块：建立松动件的流体计算模型，根据所建立的流体计算模型获取流体物理参数；
[0013]计算模块：根据所获取的物理参数基于流致振动理论计算得到松动件所受的流致振动载荷；
[0014]第一分析模块：基于松动件的有限元模型，利用模态分析和随机振动分析的方式获得松动件在所受的流致振动载荷下响应的加速度功率谱密度函数；
[0015]第二分析模块：将所获得的加速度功率谱密度函数进行时程分析，得到加速度幅值统计数据；
[0016]试验模块：根据所述加速度幅值统计数据基于线性损伤理论获得等效试验时间，对松动件进行等效试验
。
[0017]本专利技术的第三个方面提供一种计算机设备，包括：处理器
、
存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行一种松动件等效振动试验的试验时长获取方法
。
[0018]本专利技术的第四个方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行一种松动件等效振动试验的试验时长获取方法
。
[0019]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0020]在本专利技术中，基于松动件的有限元模型，利用模态分析和随机振动分析的方式获得松动件在所受的流致振动载荷下响应的加速度功率谱密度函数；对加速度功率谱密度函数进行时程分析，得到加速度幅值统计数据；根据加速度幅值统计数据基于线性损伤理论获得等效试验时间；无需通过流致振动试验来获得实际的振动响应，解决了等效振动试验技术中实际振动响应难以取得的问题，减少了经济成本和时间成本，并保证了等效振动试验的保守性
。
[0021]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到
。
附图说明
[0022]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定
。
[0023]图1为本专利技术实施例一中松动件流致振动加速试验试验时长获取方法逻辑流程图；
[0024]图2为本专利技术实施例一中蒸汽发生器的流体计算有限元模型；
[0025]图3为本专利技术实施例一中蒸汽发生器管板位置的流致振动载荷功率谱密度曲线；
[0026]图4为本专利技术实施例一中蒸汽发生器管板的有限元模型；
[0027]图5为本专利技术实施例一中管板连接件位置在流致振动载荷下的加速度功率谱密度曲线；
[0028]图6为本专利技术实施例一中管板连接件位置在流致振动载荷下的加速度时程曲线；
[0029]图7为本专利技术实施例一中加速度的幅值统计结果；
具体实施方式
[0030]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明
。
除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常
理解的相同含义
。
[0031]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式
。
[0032]在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合
。
[0033]实施例一
[0034]本实施例公开了一种松动件等效振动试验的试验时长获取方法，包括：
[0035]建立松动件的流体计算模型，根据所建立的流体计算模型获取流体物理参数；
[0036]根据所获取的物理参数基于流致振动理论计算得到松动件所受的流致振动载荷；
[0037]基于松动件的有限元模型，利用模态分析和随机振动分析的方式获得松动件在所受的流致振动载荷下响应的加速度功率谱密度函数；
[0038]将所获得的加速度功率谱密度函数进行时程分析，得到加速度幅值统计数据；
[0039]根据所述加速度幅值统计数据基于线性损伤理论获得等效试验时间，对松动件进行等效试验
。
[0040]如图1所示，在本实施例中，一种松动件等效振动试验的试验时长获取方法，具体包括：
[0041]S101
：建立
CAE
流体计算有限元模型，获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种松动件等效振动试验的试验时长获取方法，其特征在于，包括：建立松动件的流体计算模型，根据所建立的流体计算模型获取流体物理参数；根据所获取的物理参数基于流致振动理论计算得到松动件所受的流致振动载荷；基于松动件的有限元模型，利用模态分析和随机振动分析的方式获得松动件在所受的流致振动载荷下响应的加速度功率谱密度函数；将所获得的加速度功率谱密度函数进行时程分析，得到加速度幅值统计数据；根据所述加速度幅值统计数据基于线性损伤理论获得等效试验时间，对松动件进行等效试验
。2.
如权利要求1所述的一种松动件等效振动试验的试验时长获取方法，其特征在于，所述流体物理参数包括流速
、
密度和空泡份额
。3.
如权利要求1所述的一种松动件等效振动试验的试验时长获取方法，其特征在于，根据所获取的物理参数基于流致振动理论计算得到松动件所受的流致振动载荷，具体包括：根据所获取的流体的物理参数，利用流致振动理论中的经典经验公式方法计算得到松动件表面的湍流压力脉动的功率谱密度曲线，将计算得到的松动件表面的湍流压力脉动的功率谱密度曲线作为松动件所受的流致振动载荷
。4.
如权利要求1所述的一种松动件等效振动试验的试验时长获取方法，其特征在于，基于松动件的有限元模型，利用模态分析和随机振动分析的方式获得松动件在所受的流致振动载荷下响应的加速度功率谱密度函数，具体为：根据松动件的物理参数建立松动件的有限元模型；对松动件的有限元模型进行模态分析；在松动件的有限元模型中施加所述流致振动载荷，利用谱分析中的随机振动分析进行有限元计算，得到松动件连接位置的加速度功率谱密度函数
。5.
如权利要求4所述的一种松动件等效振动试验的试验时长获取方法，其特征在于，对松动件的有限元模型进行模态分析中，最高一阶的模态频率大于所述致振动载荷对应的功率谱密度函数的最高频率
。6.<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅成，唐力晨，张星亮，薛国宏，朱翊洲，郑明光，陈武，秦炎锋，陈琛，骈超，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：