[发明专利]核电厂承压主设备及化工机械承压设备断裂韧性分析方法

权利要求书

1.核电厂承压主设备及化工机械承压设备断裂韧性分析方法，其特征在于：具体方法步骤如下：

步骤一，提取待测几何模型的主要壁厚的坐标点数据，并建立有限元模型；

步骤二，提取分析边界机械瞬态载荷，同时对边界温度瞬态载荷进行判断；

步骤三，对步骤二的提取分析结果的数据进行整合；

步骤四，采用理论公式计算参考临界应力强度因子K_IC和计算参考临界应力强度因子K_IR；

参考临界应力强度因子K_IC的计算公式为：

T:缺陷处的温度，℃；

RT_NDT：参考无延性转变温度，℃；

K_Ic：参考临界应力强度因子，以应力强度因子K_I量度的材料韧性，该性能将导致无延性裂纹扩展；

参考临界应力强度因子K_IR的计算公式为：

英制；

公制；

T:缺陷处的温度，℉/℃；

RT_NDT：参考无延性转变温度，℉/℃；

K_IR：参考临界应力强度因子，取K_Ia和K_IC的较小值；

步骤五，分别计算轴向和环向的薄膜拉伸应力强度因子K_Im，并判断结构是否连续；判断为是则计算径向温度梯度；

对于结构连续区的评定，根据路径的厚度，假想缺陷位置，分别评定轴向和环向，应力取垂直于缺陷方向的应力，即轴向缺陷提取环向应力，环向缺陷提取轴向应力，此时的环向与轴向是相对与路径的局部坐标系，而不是建模的总体坐标系；

按几何形状连续处的壳体和封头区评定要求；下列各项之和必须小于K_IC；

(1)K_Im1，对于一次薄膜拉伸应力强度因子，由给出；

(2)K_It；径向温度梯度应力强度因子，按下式求的；

对于降温期间的内表面缺陷:

对于升温期间的外表面缺陷:

系数C0、C1、C2和C3按升温和降温期间，任一指定时刻的热应力分布采用下式确定:

σ(x)＝C₀+C₁(x/a)+C₂(x/a)²+C₃(x/z)³

x：为一虚拟变量，代表从内壁或外壁算起的径向距离，0≤x/a≤1，m

a：为缺陷深度，m

σ(x)：评定轴向缺陷，对应局部坐标系时，取环向的应力分量，沿截面至少取4个，其中包括内外表面和T/4的内外厚度处，MPa

计算结果满足2K_Im1+K_It＜K_IC评定合格；

判断为否则计算一次弯曲应力强度因子：对于机械载荷产生的弯曲应力强度因子：

M_k：薄膜应力修正系数；M_B：弯曲应力修正系数；a：缺陷深度；m；Q：塑性区缺陷形状修正系数；

步骤六，当基于步骤五计算径向温度梯度后按工况计算安全系数F，然后计算F×K_Im1+K_It，当基于步骤五计算一次弯曲应力强度因子后按工况计算安全系数F，然后计算F×(K_im+K_ib)+K_Im2+K_Ib2,将计算结果首先判断结果是否小于K_IC，判断为是则所述的几何模型结构设计壁厚合理，判断为否则继续判断是否小于K_IR，若是则证明待测所述的几何模型结构设计壁厚合理；

其中K_Im1，一次薄膜拉伸应力强度因子；K_Ib1，一次弯曲应力强度因子；K_Im2，二次薄膜拉伸应力强度因子；K_Ib2，二次弯曲应力强度因子；

步骤七，根据步骤六判断不符合条件，则进行参数修改重新返回至步骤一，或计算允许的缺陷尺寸，并将结果汇总至风险评估报告，用于提示有关人员用于定期检查。