[发明专利]用于抵抗长期高温和内压共同作用的安全壳结构计算方法

权利要求书

1.一种用于抵抗长期高温和内压共同作用的安全壳结构计算方法，包括如下步骤：

(1)将温度时程曲线和环境温度作为输入，计算安全壳标准截面各个时刻的温度梯度；

(2)根据温度和压力的输入时程曲线以及安全壳标准截面各个时刻的温度梯度，选取若干合适的计算时刻，所述的计算时刻为输出计算结果的时刻；

(3)对步骤(1)中安全壳标准截面计算模型的截面网格进行优化，整个截面采用由内侧到外侧网格尺寸逐渐变大的网格划分方式；初步确定几种渐变的网格尺寸方案，分别得到计算时刻的标准截面温度分布，并与步骤(1)中的计算结果进行比较，在保证精度的前提下，选出一种能够模拟出各个计算时刻的截面温度分布的网格数量最少的网格尺寸方案；

(4)针对优化后的安全壳截面网格划分方式，进行整体模型温度梯度计算，得到步骤(2)中确定的各个计算时刻整体模型的温度分布，并得到计算时刻的截面平均温度；

(5)将步骤(4)中的整个安全壳的温度梯度分析有限元模型转化为应力分析有限元模型，在应力分析有限元模型中，将步骤(4)中得到的各个计算时刻的整个安全壳的温度梯度作为荷载读入，计算得到各个计算时刻的温度应力；

(6)采用步骤(5)用到的应力分析有限元模型，施加内压荷载，得到整个安全壳的应力计算结果。

2.如权利要求1所述的用于抵抗长期高温和内压共同作用的安全壳结构计算方法，其特征在于：步骤(1)中采用通用有限元软件的热分析单元建立安全壳标准截面的三维有限元模型，三维有限元模型采用长方体，沿安全壳厚度方向，模型的网格采用均匀划分；温度时程曲线作为安全壳内表面的计算输入，环境温度作为安全壳外表面的计算输入，通过通用有限元软件进行瞬态热分析计算，计算中分多个荷载步在安全壳的内外表面施加不同时刻的温度荷载，计算结果为整个时间历程标准截面的温度分布。

3.如权利要求1所述的用于抵抗长期高温和内压共同作用的安全壳结构计算方法，其特征在于：步骤(2)中选取的计算时刻为温度或压力时程曲线上显著变化时刻，以及由截面温度推导得到的最大弯矩时刻。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的用于抵抗长期高温和内压共同作用的安全壳结构计算方法，其特征在于：步骤(5)中根据步骤(4)中得到截面平均温度，对混凝土弹性模量进行折减。

5.如权利要求4所述的用于抵抗长期高温和内压共同作用的安全壳结构计算方法，其特征在于：步骤(6)中采用折减后的混凝土弹性模量进行计算，安全壳的内压选择最大值作为荷载输入，其他时刻的压力荷载作用的结构应力由最大内压对应时刻的结构应力乘以小于1的系数得到。