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申请/专利权人：中国石油大学(华东);中国石化工程建设有限公司

摘要：本发明公开了一种考虑焊接残余应力的焊接接头蠕变疲劳寿命评定方法，通过研究焊接残余应力在蠕变疲劳过程中的松弛规律，提出了焊接残余应力和循环周次之间的关系，并将焊接残余应力引入到Omega蠕变损伤本构模型中进行修正，然后采用修正后的Omega蠕变损伤本构模型计算不考虑疲劳损伤时的纯蠕变寿命、考虑蠕变损伤时的许用疲劳循环周次及考虑疲劳损伤的蠕变疲劳寿命，从而对焊接接头结构设计进行评定。本发明的蠕变疲劳寿命评定方法相比于传统未考虑残余应力影响的评估方式，可以更加切合焊接接头实际的受力情况，从而能够更加准确地对焊接接头结构设计进行评定。

主权项：1.一种考虑焊接残余应力的焊接接头蠕变疲劳寿命评定方法，其特征在于，包括如下步骤：1对所选材料的结构进行有限元建模，选取设计温度及设计压力，采用线弹性模型进行分析设计，选取Mises应力值最大的区域作为危险区域，对危险区域进行线性化分析及强度校核，确定危险区域的疲劳应力幅值Sa，并设定该材料的设计寿命Lw及设计循环周次NT；2建立焊接接头标准试样有限元模型，采用热力耦合计算方法，计算焊接残余应力在步骤1设计温度下的蠕变疲劳交互演化规律，对Omega蠕变损伤本构模型进行修正，建立修正后的Omega蠕变损伤本构模型；3基于步骤1建立的有限元模型，选择最危险工况，计算至少2个带有保载时间的加载卸载循环，对待评估焊接接头进行弹性安定性分析，若弹性安定性分析符合要求，则继续步骤4，若弹性安定性分析不符合要求，则修改步骤1中的结构参数重新计算；4根据步骤2所确定的修正后的Omega蠕变损伤本构模型，计算不考虑疲劳损伤时的纯蠕变寿命Lf，如果Lf＜106h，蠕变寿命Lf即为计算值，如Lf≥106h，则将蠕变寿命Lf记为106h；5根据步骤4所得的纯蠕变寿命及步骤1所得的疲劳应力幅值，计算考虑蠕变损伤时的许用疲劳循环周次NSa，并与设计循环周次NT比较，若NSa≥NT，则评定通过，若NSa＜NT，则需修改步骤1中的结构参数重新计算；6通过修正系数对步骤4得到的纯蠕变寿命Lf进行修正，计算考虑疲劳损伤的蠕变疲劳寿命Lf-m，比较修正蠕变疲劳寿命Lf-m与设计寿命Lw，若Lf-m≥Lw，则评定通过，若Lf-m＜Lw，则需修改步骤1中的结构参数重新计算；所述步骤2中修正后的Omega蠕变损伤本构模型如下： 其中，Dc为蠕变破坏比率，为修正后的初始蠕变应变率，Ω、n为Omega蠕变损伤模型过程计算参数，β为Omega蠕变损伤模型的输入参数；上式中，Ω、n的计算公式如下： 其中，N＝tT+T0，σ0为焊接接头的初始残余应力，a为比例系数，N为循环周次，T为试验周期，T0为保载时间，t代表当前时刻的加载时间，σe为等效应力，σ1、σ2、σ3为三向主应力，Tem为温度，A0～A4、B0～B4为蠕变损伤系数。

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