[发明专利]一种减少结构疲劳使用系数计算保守性的分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及核设备及管道疲劳分析与评定领域，具体涉及一种减少结构疲劳使用系数计算保守性的分析方法。

背景技术

对核电站设备及管道进行疲劳分析时，根据RCC-M和ASME规范的要求，若一次加二次应力范围超过了3倍的基本许用应力强度（Sm），则应进行简化弹塑性分析。简化弹塑性分析要求将原交变应力乘以弹塑性修正因子（Ke）作为新的交变应力。根据RCC-M 2000版+2002补遗可知，机械应力和热应力的弹塑性修正因子是不同的，而目前广泛使用的有限元软件ANSYS则不对两者进行区分，这导致计算结果偏于保守。为了减少疲劳分析中的保守性，亟待一种能够减少结构疲劳使用系数计算保守性的分析方法。

发明内容

本发明的要解决的技术问题是提供一种能够减小在应用ANSYS软件对核电站设备及管道进行疲劳分析时造成计算保守性的分析方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为，一种减少结构疲劳使用系数计算保守性的分析方法，包括。

步骤一、应用有限元分析软件获取分析对象的温度和压力瞬态的应力结果，并形成疲劳数据；

步骤二、从有限元分析软件的数据库中提取截面的交变应力分量、温度数据并存储；

步骤三、从有限元分析软件的疲劳数据中获取一次加二次应力强度S_n超过3S_m的截面，S_m为基本许用应力强度；

步骤四、将获取的所述修正为将所述超过3S_m的截面的交变应力减去温度载荷导致的应力，令其交变应力分量只含有机械载荷导致的应力，从而形成新的疲劳数据；

步骤五、根据新的疲劳数据，经有限元分析软件进行计算，得到机械载荷导致的交变应力强度S_atmech；并从有限元分析软件的数据库中读取热载荷导致的交变应力强度S_atther；

步骤六、根据分析对象材料的性质，分别获取热应力弹塑性修正因子K_ether和机械应力的弹塑性修正因子K_emech，进而获取新的交变应力强度S_a'；

S_a'=S_atmech·K_emech+S_atther·K_ether；

步骤七、基于新的交变应力强度S_a'，进而根据分析对象材料的疲劳曲线表格获得与所述新的交变应力强度S_a'对应的疲劳使用系数N。

所述步骤六中，

当S_n≤3S_m时，K_emech=1.0；

当3S_m<S_n≤3mS_m时，Kemech=1.0+1-nn(m)-1·(Sn3Sm-1);]]>

当S_n≥3mS_m时，Kemech=1n;]]>