[发明专利]含缺陷焊接结构的概率剩余寿命预测方法及系统

权利要求书

1.一种含缺陷焊接结构的概率剩余寿命预测方法，其特征在于，包括：

基于含缺陷焊接结构载荷工况及量化并规则化的缺陷形式，构建含缺陷焊接结构的全局有限元模型和关键部位的子有限元模型，计算当前应力场强度因子；

获取基于断裂力学试验的含缺陷焊接结构的应力场强度因子门限值以及基于损伤力学试验的含缺陷焊接结构的临界缺陷长度；

比较当前应力场强度因子与应力场强度因子门限值：

若前者小于后者，则缺陷安全；否则，基于运营里程与缺陷长度的关系，当缺陷长度达到临界缺陷长度时，运营里程则是含缺陷焊接结构在设定存活率下的剩余寿命。

2.如权利要求1所述的含缺陷焊接结构的概率剩余寿命预测方法，其特征在于，所述含缺陷焊接结构的概率剩余寿命预测方法，还包括：

基于足尺寸焊接接头的疲劳破坏试验数据，修正运营里程与缺陷长度的关系。

3.如权利要求1所述的含缺陷焊接结构的概率剩余寿命预测方法，其特征在于，在规则化的缺陷形式的过程中，将内嵌型缺陷规则化椭圆形裂纹，将表面缺陷规则化为半椭圆形裂纹。

4.如权利要求1所述的含缺陷焊接结构的概率剩余寿命预测方法，其特征在于，所述关键部位为焊接结构中已出现缺陷的部位及人为预设可能出现的部位。

5.如权利要求1所述的含缺陷焊接结构的概率剩余寿命预测方法，其特征在于，在计算当前应力场强度因子的过程中，含缺陷焊接结构的全局有限元模型作为关键部位的子有限元模型的边界条件。

6.如权利要求1所述的含缺陷焊接结构的概率剩余寿命预测方法，其特征在于，基于载荷谱或应力谱及裂纹扩展基本规律Paris公式，采用高斯分布正两个标准差下的断裂力学参数，计算出运营里程与缺陷长度的关系。

7.如权利要求6所述的含缺陷焊接结构的概率剩余寿命预测方法，其特征在于，所述标准差为名义应力。

8.如权利要求1所述的含缺陷焊接结构的概率剩余寿命预测方法，其特征在于，所述临界缺陷长度的获取过程为：

基于损伤力学试验绘制失效评定图，其中，失效评定图的轮廓线由含缺陷焊接结构的材料决定，失效评定图的横坐标为参考应力，纵坐标为应力场强度因子，且两者均为缺陷长度的函数；

随着损伤的演化，参考应力与应力场强度因子同时增大，最终与轮廓线相交，此时的缺陷尺寸即为临界缺陷尺寸。

9.一种含缺陷焊接结构的概率剩余寿命预测系统，其特征在于，包括：

第一计算模块，其用于基于含缺陷焊接结构载荷工况及量化并规则化的缺陷形式，构建含缺陷焊接结构的全局有限元模型和关键部位的子有限元模型，计算当前应力场强度因子；

第二计算模块，其用于获取基于断裂力学试验的含缺陷焊接结构的应力场强度因子门限值以及基于损伤力学试验的含缺陷焊接结构的临界缺陷长度；

剩余寿命预测模块，其用于比较当前应力场强度因子与应力场强度因子门限值：

若前者小于后者，则缺陷安全；否则，基于运营里程与缺陷长度的关系，当缺陷长度达到临界缺陷长度时，运营里程则是含缺陷焊接结构在设定存活率下的剩余寿命。

10.如权利要求9所述的含缺陷焊接结构的概率剩余寿命预测系统，其特征在于，所述含缺陷焊接结构的概率剩余寿命预测系统，还包括：

模型修正模块，其用于基于足尺寸焊接接头的疲劳破坏试验数据，修正运营里程与缺陷长度的关系。

11.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，实现如权利要求1-8中任一项所述的含缺陷焊接结构的概率剩余寿命预测方法中的步骤。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的含缺陷焊接结构的概率剩余寿命预测方法中的步骤。