[發明專利]一種基于多參數耦合的設備熱應力場高效檢測方法

有效

• 申請號: 202110160687.5
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112818579B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 王堃;彭博;史勇;孔松濤;韓玉軍;劉娟
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F111/04;G06F111/10;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發明公開了一種基于多參數耦合的設備熱應力場高效檢測方法，包括以下步驟：S1、在被測設備表面選擇N個溫度取樣點，設定熱邊界條件P的猜測值P_i，其中i為迭代系數；S2、根據熱邊界條件P的猜測值P_i，建立設備的溫度/熱應力半解析解模型；S3、根據設備的溫度/熱應力半解析解模型，建立約束分散模糊推理模型，得到經約束的熱邊界條件P及其他待反演參數；S4、根據經約束的熱邊界條件P及其他求得的待反演參數，重構設備的溫度場和熱應力場數學模型；S5、根據重構的溫度場和熱應力場數學模型，計算得到設備的熱應力。本發明優化了反演算法，提高了計算效率，能實現對設備熱應力的實時監控。

技術領域

本發明涉及設備熱應力檢測技術領域，尤其涉及一種基于多參數耦合的設備熱應力場高效檢測方法。

背景技術

熱應力是高溫設備所受應力中不可忽視的一部分，大型的高溫壓力容器在啟、停和負荷大幅度升降的過程中，高溫壓力容器會因承受交變的熱應力而產生低周疲勞損耗，使得材料產生蠕變而性能下降，嚴重影響生產安全，其長期處于高溫、高壓、高腐燭性的連續作業環境中，存在著先天的危險性，同時其介質多為易燃、易爆、有毒性的物質，使得壓力容器發生失效的概率大大提高，一旦出現傷害事故，不僅帶來經濟損失，甚至造成人員傷亡，環境破壞和社會恐慌。

傳統檢測對設備的檢測是最直觀的，但要求設備處于停止運行時才能進行檢測，非維修階段會浪費大量的時間成本，且部分設備內部承受壓力很高，在其內壁鉆孔不僅難度大，而且會降低設備壁面的強度，給設備帶來安全隱患。

現有方法通常是采用單物理場，有用信息未充分挖掘，在反演過程的運用上也有瑕疵，范圍太大，進行了大量有限元的反復迭代計算，耗時嚴重，對熱應力場的檢測存在滯后性，不能滿足對熱應力實時監測的要求。而且熱應力反問題的解對于輸入信息不具有連續依賴性，使得測量信息的觀測誤差在反演的過程中被顯著放大，造成反演結果嚴重偏離真實值，進而導致反演結果的不穩定。

發明內容

本發明意在提供一種基于多參數耦合的設備熱應力場高效檢測方法，以解決現有檢測方法采用單物理場，在反演過程中存在不足，得到的反演結果不穩定的問題。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于多參數耦合的設備熱應力場高效檢測方法，包括以下步驟：

S1、在被測設備表面選擇N個溫度取樣點，設定熱邊界條件P的猜測值P_i，其中i為迭代系數；

S2、根據熱邊界條件P的猜測值P_i，建立設備的溫度/熱應力半解析解模型；

S3、根據設備的溫度/熱應力半解析解模型，建立約束分散模糊推理模型，得到經約束的熱邊界條件P及其他待反演參數；

S4、根據經約束的熱邊界條件P及其他待反演參數，重構設備的溫度場和熱應力場數學模型；

S5、根據重構的溫度場和熱應力場數學模型，計算得到設備的熱應力。

優選地，所述步驟S2包括：

S21、結合工程實際并基于數值仿真技術求得設備的溫度場數值解；

S22、采用分離變量法和特征值法求得設備的溫度場解析解；

S23、通過對數值解和解析解的分析，建立設備的溫度/熱應力半解析解模型。

優選地，所述步驟S23中，設備的溫度/熱應力半解析解模型為：