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申请/专利权人：合肥通用机械研究院有限公司
摘要：本发明属于高压容器设计开发及失效评定技术领域，具体涉及一种基于圆筒纵焊缝外壁的轴径向裂纹疲劳扩展寿命计算方法。本发明包括以下步骤：确定高压厚壁焊接圆筒的结构参数及循环交变载荷工况，并获取圆筒纵焊缝及热影响区部位外壁初始裂纹的形状参数；计算初始裂纹在循环交变载荷工况下最深点及自由表面处的应力强度因子；实测所述试件的断裂韧性或应力腐蚀断裂韧性，建立试件在循环交变载荷及服役介质环境驱动作用下的裂纹扩展速率计算模型，并进行裂纹扩展计算，获得疲劳扩展寿命。本发明同步考虑了容器在承受内外压力载荷、焊接残余应力及服役介质环境的影响，具备计算过程高效简洁以及计算结果精确度高的优点，工程计算中的实用性高。
主权项：1.基于圆筒纵焊缝外壁的轴径向裂纹疲劳扩展寿命计算方法，其特征在于包括以下步骤：S1.确定高压厚壁焊接圆筒的结构参数及循环交变载荷工况，并获取圆筒纵焊缝及热影响区部位外壁初始裂纹的形状参数；S2.分别计算初始裂纹在循环交变载荷工况下最深点及自由表面处的应力强度因子，具体包括：S2.1.制备圆筒纵焊缝焊接接头试件，并实测该试件在工作温度下的屈服强度；S2.2.择一计算初始工况及末态工况下的基准拟合系数Ai′，其中，i为整数，且0≤i≤3：若圆筒未经焊后热处理，则： 其中，pi为圆筒内压载荷，单位MPa；K为圆筒外径与圆筒内径之比；po为圆筒外压载荷，单位MPa；Rtp0.2为所述试件在工作温度下的实测屈服强度，单位MPa；②若圆筒经焊后热处理，则： 随后，由计算获得的Ai′，拟合出初始工况及末态工况下垂直于外壁轴径向裂纹所在平面的应力分布；S2.3.按下式计算初始工况及末态工况下的实际拟合系数Ai： 式中， a为半椭圆形裂纹深度，单位mm； t为圆筒壁厚，单位mm；随后结合计算出的外壁轴径向裂纹的形状系数Q，获得初始工况及末态工况下外壁轴径向初始裂纹最深点和自由表面处的应力强度因子；S3.实测所述试件的断裂韧性或应力腐蚀断裂韧性，建立所述试件在循环交变载荷及服役介质环境驱动作用下的裂纹扩展速率计算模型，并进行裂纹扩展计算，获得疲劳扩展寿命。
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权利要求：
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