[发明专利]水轮机顶盖连接螺栓疲劳寿命的评估方法及监测系统

权利要求书

1.水轮机顶盖连接螺栓疲劳寿命的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在水轮机正常运行状态下，设定预紧力实时监测系统的监测频率，获得顶盖连接螺栓应力—时间历程的曲线A数据；

S2、对曲线A的数据依次进行平滑滤波和预处理压缩，得到只由曲线A中的峰值和谷值构成交变循环荷载的曲线B；

S3、将曲线B从峰值或谷值处断开，进行前后对调，首尾对接形成新的应力数据曲线C，采用雨流循环计数法对曲线C进行统计和计数，并采用Goodman法对等效应力幅值进行修正，最终得到等效交变应力幅值；

S4、等效交变应力幅值与螺栓材料S-N疲劳寿命曲线结合，运用Palmgren-Miner线性疲劳累计理论对顶盖连接螺栓进行疲劳寿命评估。

2.根据权利要求1所述的水轮机顶盖连接螺栓疲劳寿命的评估方法，其特征在于，在S2中包括以下步骤：

S21、采用五点三次平滑算法进行平滑滤波，过滤数据中含有的高频随机噪点，对顶盖连接螺栓应力—时间历程曲线设置已知n个等距点，顶盖连接螺栓应力—时间历程曲线的数据为x0＜x1＜…＜xn－1，则可以在每个数据点的前后各取两个相邻的点，用三次多项式：Y＝a₀+a₁x+a₂x²+a₃x³进行逼近，根据最小二乘原理确定出系数a₀、a₁、a₂、a₃；

S22、对螺栓造成的损伤主要是交变的循环荷载，采用预处理算法对平滑后的数据进行预处理压缩，只留下曲线中的峰值和谷值构成交变循环荷载，在预处理中通过判断相邻应力值的差的乘积是否大于零，如果满足该式：(x_i-x_i-1)(x_i-x_i+1)＞0，则证明x_i同时大于或小于两边的数据，为峰值或谷值点，否则删除x_i，其中x_i-1,x_i，x_i+1为步骤S21平滑数据中顺序选取的三个点。