[發(fā)明專利]一種壓水堆一回路部件應(yīng)力腐蝕斷裂失效概率及置信區(qū)間計算方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210884073.6
• 申請日: 2022-07-26
• 公開（公告）號: CN115331755A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程杰;孔德巖;劉旭;王建軍
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G16C60/00
• 分類號: G16C60/00;G06F30/20;G06F111/08;G06F119/02;G06F119/14
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1.一種壓水堆一回路部件應(yīng)力腐蝕斷裂失效概率及置信區(qū)間計算方法，其特征在于，步驟如下：

步驟1：根據(jù)壓水堆一回路部件材料屬性設(shè)置樣本點個數(shù)；

步驟2：確定壓水堆一回路部件所承受的應(yīng)力、溫度和部件結(jié)構(gòu)材料的屈服強度、斷裂韌度、厚度、裂紋初始尺寸、裂紋橫縱比；

步驟3：在步驟2的基礎(chǔ)上，將上述參數(shù)分為服從一定分布規(guī)律的不確定性參數(shù)和為定值的確定性參數(shù)，對于不確定參數(shù)，根據(jù)其分布規(guī)律隨機抽取；

步驟4：聯(lián)立應(yīng)力強度因子K_I計算公式和裂紋擴展速率經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式，并將步驟3中得到的參數(shù)代入可得到裂紋深度與裂紋擴展速率的微分方程，通過數(shù)值方法求解，得到裂紋深度與時間的關(guān)系；

步驟5：在步驟4的基礎(chǔ)上，將不同時刻下的裂紋深度代入應(yīng)力強度因子計算公式，得到應(yīng)力強度因子和時間的關(guān)系；

步驟6：在步驟5的基礎(chǔ)上，根據(jù)應(yīng)力腐蝕斷裂失效的準(zhǔn)則和材料斷裂韌度的分布規(guī)律，計算出不同時刻下的斷裂失效概率；

步驟7：抽取一組輸入?yún)?shù)，完成一次計算為一個樣本，判斷樣本個數(shù)是否達(dá)到預(yù)先設(shè)置的個數(shù)，若未達(dá)到，則返回步驟2；

步驟8：觀察失效概率均值是否趨于穩(wěn)定，若未趨于穩(wěn)定，則樣本個數(shù)不足并返回步驟1，增加樣本點個數(shù)；

步驟9：將每一個時刻下的失效概率繪制為失效概率頻率直方圖，觀察每一個時刻下失效概率的分布形式；

步驟10：在步驟9的基礎(chǔ)上，將每一個時刻下的失效概率通過數(shù)學(xué)方法變換，使變形后的失效概率頻率分布直方圖為正態(tài)分布形式；

步驟11：在步驟10的基礎(chǔ)上，計算變形后失效概率的置信區(qū)間；

步驟12：在步驟11的基礎(chǔ)上，將變形后失效概率置信區(qū)間通過數(shù)學(xué)方法轉(zhuǎn)換為未變形時的失效概率置信區(qū)間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓水堆一回路部件應(yīng)力腐蝕斷裂失效概率及置信區(qū)間計算方法，其特征在于，所述步驟4中，應(yīng)力強度因子K_I計算公式為：

式中，R_p0.2為材料屈服強度，MPa；σ為拉應(yīng)力，MPa；a為裂紋深度，m；b為材料厚度，m；c為裂紋寬度，a/c稱為縱橫比；裂紋擴展速率經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式為：

式中，C和n為系數(shù)，與環(huán)境和材料有關(guān)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓水堆一回路部件應(yīng)力腐蝕斷裂失效概率及置信區(qū)間計算方法，其特征在于，所述步驟6中，應(yīng)力腐蝕斷裂失效的準(zhǔn)則為根據(jù)線彈性斷裂力學(xué)理論的應(yīng)力強度因子準(zhǔn)則，根據(jù)應(yīng)力腐蝕裂紋為I型裂紋的特點，當(dāng)斷裂韌度K_IC應(yīng)力強度因子K_I時，發(fā)生斷裂失效，故斷裂失效概率計算公式為：

式中，f(x)為斷裂韌度概率密度函數(shù)。