[發(fā)明專利]一種高溫工程結(jié)構(gòu)弱點的識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310289224.4
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103472135A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王偉;鐘萬里;軒福貞;劉長虹;涂善東
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院;華東理工大學(xué)
• 主分類號: G01N29/12
• 分類號: G01N29/12;G01N21/88
• 代理公司: 廣州知友專利商標(biāo)代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

1.一種高溫工程結(jié)構(gòu)弱點的識別方法，其特征是：包括以下步驟：

S1對高溫工程結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行有限元強度計算

S1-1建立所要檢測的高溫工程結(jié)構(gòu)整體有限元模型，按照工程實際情況確定有限元模型的邊界條件；

S1-2對高溫工程結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行有限元強度計算；

S1-3根據(jù)對高溫工程結(jié)構(gòu)整體有限元強度計算結(jié)果，找出應(yīng)力最大的結(jié)構(gòu)薄弱部位，確定為重點檢測區(qū)域；

S2對重點檢測區(qū)域，采用結(jié)構(gòu)振動特性檢測儀器檢測高溫工程結(jié)構(gòu)的固有頻率

S2-1在實驗室對不同類型結(jié)構(gòu)檢測固有頻率，包括以下子步驟：

S2-1-1在實驗室檢測與實際高溫工程結(jié)構(gòu)一致的無缺陷結(jié)構(gòu)、含有不同尺寸的缺陷結(jié)構(gòu)的固有頻率；

S2-1-2把高溫工程結(jié)構(gòu)的有限元強度計算方法計算所得固有頻率與實驗室檢測所得固有頻率進(jìn)行比較，得到修正系數(shù)，該修正系數(shù)將在下面確定由于缺陷增大導(dǎo)致固有頻率與初始固有頻率比較相對最大誤差時用到；

修正系數(shù)定義為：

式中：ω_i試驗：由實驗室檢測所得的結(jié)構(gòu)的第i階固有頻率；ω_i有限元：由有限元強度計算方法計算獲得的結(jié)構(gòu)第i階固有頻率；

S2-2在重點檢測區(qū)域安裝固定的傳感器，定期進(jìn)行固有頻率檢測；

S2-3如果S2-2所檢測的固有頻率與S2-1檢測的固有頻率變化相應(yīng)的最大誤差達(dá)到1.5%時，則進(jìn)入下一步驟，否則表明管道內(nèi)沒有產(chǎn)生較大的缺陷，終止；

S3采用紅外線成像檢測技術(shù)檢測高溫工程結(jié)構(gòu)的缺陷部位

包括以下子步驟：

S3-1實驗室檢測

選擇與實際結(jié)構(gòu)一致的結(jié)構(gòu)制成試件，在實驗室模擬實際的工作狀態(tài)，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行紅外線成像，把不同缺陷下的熱成像照片與相應(yīng)結(jié)構(gòu)的缺陷形狀尺寸情況建立對比數(shù)據(jù)庫；

S3-2現(xiàn)場檢測

首先在檢測區(qū)域內(nèi)搭建遮陽蓬，避免陽光直接照射到檢測區(qū)域；如果有其他熱源時，采用遮擋或移除方式避免其干擾；如果結(jié)構(gòu)外表面的反射率高到足以使儀器檢測精度降低到5%以上時，則要在其表面噴涂油漆涂料，降低其表面的反射率；如果結(jié)構(gòu)的保溫層厚度使得檢測儀器檢測精度下降5%以上，導(dǎo)致無法用儀器精確檢測到結(jié)構(gòu)溫差情況下，去除保溫層后再進(jìn)行檢測；

S3-3根據(jù)現(xiàn)場的紅外熱成像圖像和前面建立的熱成像照片與缺陷形狀尺寸對比數(shù)據(jù)庫，結(jié)合含缺陷有限元熱傳導(dǎo)分析模型與上述熱成像圖片對比的方法，判斷出缺陷幾何形狀；

S4利用有限元強度計算方法判斷結(jié)構(gòu)的強度。

根據(jù)上述檢測出的缺陷幾何尺寸，建立含有缺陷的高溫結(jié)構(gòu)有限元模型，計算出高溫工程結(jié)構(gòu)缺陷部位的應(yīng)力分布和最大應(yīng)力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫工程結(jié)構(gòu)弱點的識別方法，其特征是：所述的步驟S1中，用有限元強度計算高溫工程結(jié)構(gòu)整體應(yīng)力分布情況時，取管、板或梁桿作為有限元單元；所述的步驟S4中，計算出高溫工程結(jié)構(gòu)缺陷部位的應(yīng)力分布和最大應(yīng)力時，采用三維實體單元作為局部結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化的單元，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)弱點區(qū)域的缺陷形狀，建立不同類型缺陷高溫工程結(jié)構(gòu)的有限元模型，計算出相應(yīng)結(jié)構(gòu)中隨著各種缺陷增加與最大應(yīng)力增量的曲線關(guān)系。