[发明专利]一种高温工程结构弱点的识别方法

权利要求书

1.一种高温工程结构弱点的识别方法，其特征是：包括以下步骤：

S1对高温工程结构整体进行有限元强度计算

S1-1建立所要检测的高温工程结构整体有限元模型，按照工程实际情况确定有限元模型的边界条件；

S1-2对高温工程结构整体进行有限元强度计算；

S1-3根据对高温工程结构整体有限元强度计算结果，找出应力最大的结构薄弱部位，确定为重点检测区域；

S2对重点检测区域，采用结构振动特性检测仪器检测高温工程结构的固有频率

S2-1在实验室对不同类型结构检测固有频率，包括以下子步骤：

S2-1-1在实验室检测与实际高温工程结构一致的无缺陷结构、含有不同尺寸的缺陷结构的固有频率；

S2-1-2把高温工程结构的有限元强度计算方法计算所得固有频率与实验室检测所得固有频率进行比较，得到修正系数，该修正系数将在下面确定由于缺陷增大导致固有频率与初始固有频率比较相对最大误差时用到；

修正系数定义为：

式中：ω_i试验：由实验室检测所得的结构的第i阶固有频率；ω_i有限元：由有限元强度计算方法计算获得的结构第i阶固有频率；

S2-2在重点检测区域安装固定的传感器，定期进行固有频率检测；

S2-3如果S2-2所检测的固有频率与S2-1检测的固有频率变化相应的最大误差达到1.5%时，则进入下一步骤，否则表明管道内没有产生较大的缺陷，终止；

S3采用红外线成像检测技术检测高温工程结构的缺陷部位

包括以下子步骤：

S3-1实验室检测

选择与实际结构一致的结构制成试件，在实验室模拟实际的工作状态，对结构进行红外线成像，把不同缺陷下的热成像照片与相应结构的缺陷形状尺寸情况建立对比数据库；

S3-2现场检测

首先在检测区域内搭建遮阳蓬，避免阳光直接照射到检测区域；如果有其他热源时，采用遮挡或移除方式避免其干扰；如果结构外表面的反射率高到足以使仪器检测精度降低到5%以上时，则要在其表面喷涂油漆涂料，降低其表面的反射率；如果结构的保温层厚度使得检测仪器检测精度下降5%以上，导致无法用仪器精确检测到结构温差情况下，去除保温层后再进行检测；

S3-3根据现场的红外热成像图像和前面建立的热成像照片与缺陷形状尺寸对比数据库，结合含缺陷有限元热传导分析模型与上述热成像图片对比的方法，判断出缺陷几何形状；

S4利用有限元强度计算方法判断结构的强度。

根据上述检测出的缺陷几何尺寸，建立含有缺陷的高温结构有限元模型，计算出高温工程结构缺陷部位的应力分布和最大应力。

2.根据权利要求1所述的高温工程结构弱点的识别方法，其特征是：所述的步骤S1中，用有限元强度计算高温工程结构整体应力分布情况时，取管、板或梁杆作为有限元单元；所述的步骤S4中，计算出高温工程结构缺陷部位的应力分布和最大应力时，采用三维实体单元作为局部结构应力变化的单元，根据不同结构弱点区域的缺陷形状，建立不同类型缺陷高温工程结构的有限元模型，计算出相应结构中随着各种缺陷增加与最大应力增量的曲线关系。