[发明专利]一种疲劳工况下导汽管焊缝结构的损伤计算方法

权利要求书

1.一种疲劳工况下导汽管焊缝结构的损伤计算方法，其特征在于：包括如下步骤：

S100、数据采集：使用应变片对疲劳工况下导汽管焊缝进行应变数据采集，获取导汽管焊缝的连续应变数据；

S200、数据修正：根据应变片灵敏度系数随温度之间的关系提取对应温度下的灵敏度系数，并对导汽管焊缝的连续应变数据进行修正；

S300、应力计算：通过应变片计算应力时，主应变方向可以判定时，将修正后的数据分别代入公式计算应力， 即ε_x＝ε₁，ε_y＝ε₂，γ_xy＝0，相应的物理方程为：

式中，σ₁、σ₂为主应力，ε₁、ε₂为主应变，E_t和μ_t分别为随温度变化的弹性模量和泊松比；

S400、应力波动分析：利用雨流计数方法分析应力波动幅度随时间之间的关系；

S500、雨流分析：利用ncode软件对雨流数据进行分析，获取不同波动幅值和平均应力对应的循环次数；

S600、损伤计算：利用累积损伤理论进行疲劳工况下导汽管焊缝结构的损伤进行计算。

2.根据权利要求1所述的疲劳工况下导汽管焊缝结构的损伤计算方法，其特征在于：步骤S100中，导汽管焊缝结构的应变数据采用三线制接线的方法进行测量。

3.根据权利要求1所述的疲劳工况下导汽管焊缝结构的损伤计算方法，其特征在于：步骤S100中，导汽管焊缝结构的应变数据采集频率为200Hz。

4.根据权利要求1所述的疲劳工况下导汽管焊缝结构的损伤计算方法，其特征在于：步骤S200中，导汽管焊缝结构应变值修正后的计算公式为：

式中，ΔR为应变片电阻的变化值，R为应变片原电阻值，K'为应变片在当前测量温度下所对应的灵敏度系数。

5.根据权利要求1所述的疲劳工况下导汽管焊缝结构的损伤计算方法，其特征在于：步骤S300中，当主应变的方向不能判定时，主应力和方向分别用下式计算：

式中，θ是σ₁与ε₀之间的夹角，逆时针方向为正，顺时针方向为负；ε₀、ε₄₅和ε₉₀分别为直角应变在0°、45°和90°方向上的应变值。

6.根据权利要求1所述的疲劳工况下导汽管焊缝结构的损伤计算方法，其特征在于：步骤S400中，雨流计数法具体步骤为：

S401、雨流的起点依次从每个峰值的内侧边开始，波形左半部为内侧边；

S402、雨点在下一个峰值落下，直到对面有一个比开始时的峰值更大的峰值为止，即比开始时的最大值更大的值或者比最小值更小的值为止；

S403、当雨流遇到来自上面屋顶流下的雨时就停止；

S404、按以上过程取出所有全循环，并记下各自的变程；

S405、按正负斜率去除所有半循环，并记下各自的变程；

S406、取出的半循环按修正的变程对计数法配成全循环。

7.根据权利要求1所述的疲劳工况下导汽管焊缝结构的损伤计算方法，其特征在于：步骤S600中，导汽管焊缝结构的损伤计算公式为：

式中，λ为导汽管焊缝结构达到损坏的总周期数，n_k为常幅交变应力σ_k作用下的循环数，N_k为常幅交变应力σ_k作用下的疲劳寿命。