压力容器裂纹失效路径仿真平台开发与应用研究

发布时间：2019-09-10 18:06

【摘要】：基于安全性评定理论,提出了失效路径理念,探寻了压力容器裂纹缺陷失效路径仿真平台开发思路,并利用VB编程语言完成了相关平台的开发。以某一穿透裂纹为例,通过设定裂纹不同的尺寸变化量和延迟时间,应用仿真平台得到了裂纹在失效评定图上评定点的变化轨迹,得到失效路径仿真曲线,并对结果进行分析。以失效路径的仿真曲线为基础,为预测裂纹的临界尺寸所处的精确范围提供了一种新的方法。
【图文】：

失效评定图,裂纹缺陷

为例，应用仿真平台得到了不同单位变化量下裂纹的失效路径的仿真曲线，并通过分析比较得出了有意义的规律。以失效路径的仿真曲线为基础，提出了一种预测裂纹的临界尺寸的精确范围新方法。1压力容器裂纹安全性评定方法目前，我国压力容器裂纹缺陷的安全评定是参考新Ｒ6标准利用失效评定图技术［7］实现，如图1。图1裂纹缺陷的通用失效评定图FAC失效评定曲线适用于应力应变特性曲线上，没有明显的屈服不连续点的材料［8］，方程为:Kr=(1－0．14L2r)(0．3+0．7e－0．65L2r)(1)式中，Kr是常规评定的断裂比;Lr是载荷比。Kr=KI/KIC(2)Lr=P/P0(3)式中，，KI为应力强度因子;KIC为断裂韧性;P为施加载荷;P0为塑性失稳极限载荷。经过对缺陷的评定，如果评定点(例如P3)落在FAC曲线的内侧，缺陷就安全;如果评定点(例如P4)落在FAC曲线的外侧，则不安全。2失效路径缺陷失效路径，指的是在通用失效评定图上由一系列评估点拟合而成的曲线段(如图1所示)，表示了缺陷由安全状态变为不安全状态的一种具体变化趋势。如果在很短的时间内取无穷个安全评定点，得到的失效路径即为连续曲线。3压力容器裂纹缺陷失效路径仿真平台3．1仿真平台的开发思路要开发压力容器裂纹缺陷失效路径仿真平台，首先要设定一个载体，即对压力容器现有典型缺陷进行评定，得到安全与否的结论。如果不安全，则应立即进行修复或产品报废。如果安全，那么再开展压力容器裂纹失效路径的仿真，得到仿真结果。开发压力容器裂纹缺陷失效路径仿真平台，需要结合压力容器缺陷安全评定过程，而且要对裂纹扩展过程中的安全性进行多次评定。具体的思路如图2。图2缺陷安全评定与失效路径仿真系统的设?

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灞?化趋势。如果在很短的时间内取无穷个安全评定点，得到的失效路径即为连续曲线。3压力容器裂纹缺陷失效路径仿真平台3．1仿真平台的开发思路要开发压力容器裂纹缺陷失效路径仿真平台，首先要设定一个载体，即对压力容器现有典型缺陷进行评定，得到安全与否的结论。如果不安全，则应立即进行修复或产品报废。如果安全，那么再开展压力容器裂纹失效路径的仿真，得到仿真结果。开发压力容器裂纹缺陷失效路径仿真平台，需要结合压力容器缺陷安全评定过程，而且要对裂纹扩展过程中的安全性进行多次评定。具体的思路如图2。图2缺陷安全评定与失效路径仿真系统的设计思路其中，对缺陷安全性的计算评定可参照国标《在用含缺陷压力容器的安全评定》进行，而裂纹尺寸变化的失效路径仿真循环过程可用图3表示。图3失效路径仿真程序结构框图以上过程中，要设定延迟时间T，那么就应该应用一个延迟函数time_delay，该延迟函数的主要功能是:延迟n秒去执行下一段循环程序，进而使得下一个缺陷评定点的显示时间能够控制。n的值可以由用户自己设定。延迟函数定义程序如下:PrivateSubtime_delay(ByValnSecondAsLong)DimnowtimeAsDatenowtime=Time()DoWhileTrueIfDateDiff(“s”，nowtime，Time())=nSecondThenExitDoEndIfDoEvents·30·
【作者单位】：湖南工业职业技术学院;四川大学制造科学与工程学院;
【基金】：湖南省教育厅科学研究项目(15C0449) 湖南省科技厅科技计划资助项目(2014FJ3115) 湖南工业职业技术学院院级项目(GYKYY2016005)
【分类号】：TH49

【参考文献】