[发明专利]一种基于失效评定图的未爆先漏分析方法

摘要

发明涉及一种基于失效评定图（FAD）的未爆先漏（LBB）分析方法，包括以下步骤：（a）服役状态分析；（b）初始裂纹选择；（c）载荷分析；（d）线弹性应力强度因子（SIF）计算；（e）极限载荷分析；（f）评定点坐标计算；（g）FAD选择；（h）评定点绘制；（i）弹塑性SIF计算；（j）J积分计算；（k）不同裂纹的J积分计算与拟合；（l）结构失效临界裂纹尺寸计算；（m）结构临界泄漏裂纹尺寸计算；（n）LBB准则评估，本发明基于FAD理论，克服了现有规范中弹塑性分析理论基础不足、现有J积分计算手册适用范围有限、有限元建模分析过程复杂，及计算结构失效临界裂纹尺寸和结构临界泄漏裂纹尺寸过程复杂等缺点，提供了一种基于FAD的LBB分析依据。

主权项

1.一种基于失效评定图的未爆先漏分析方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)获得压水堆核电厂一回路主管道不同服役年限下的信息；(b)基于LBB评估准则，确定评估中假想裂纹的位置和类型参数；(c)获得不同工况下的载荷信息，并以载荷是否对结构的塑性失稳具有影响将各种载荷区分成一次应力载荷和二次应力载荷，LBB分析中仅考虑一次应力载荷；(d)计算线弹性应力强度因子KI，所述线弹性应力强度因子为瞬态中的一次应力载荷引起的应力强度因子；(e)计算含缺陷管道的极限载荷P0；(f)计算断裂比参量Kr'＝KIM/KIC和载荷比参数Lr'＝P1/P0，式中P1为瞬态中的一次应力载荷；KIC为材料的断裂韧性；KIM为一次应力载荷引起的应力强度因子；(g)基于一回路主管道服役状态的信息，选择失效评定图；(h)将计算得到的评定点坐标(Lr'，Kr')绘在选定的失效评定图中；(i)基于选定的失效评定图进行线弹性应力强度因子塑性修正，修正后的弹塑性应力强度因子KJ为：式(1)中，点A(LrA，KrA)为评定点，点O为失效评定图坐标原点；点B(LrB，KrB)为直线OA与失效评定曲线的交点，n为材料拉伸性能Ramberg‑Osgood关系中的硬化指数参数，KIA和KIB为A点和B点对应的应力强度因子，LrA、LrB、LrA'和LrB'分别为点A、B、A'和B'的横坐标。KrA、KrB、KrA'和KrB'分别为点A、B、A'和B'的纵坐标；(j)基于弹塑性应力强度因子KJ计算裂纹前沿的J积分：式(2)中，E为弹性模量，ν为泊松比；(k)计算不同裂纹尺寸a下裂纹前沿的J积分，并将J积分按照式(3)进行拟合：式(3)中，ci为多项式拟合系数；(l)计算结构失效临界裂纹尺寸ac，计算公式为：式(4)中，S和T为材料断裂韧性J‑R阻力曲线特征参数；(m)依泄漏率计算公式，评估结构临界泄漏裂纹尺寸aL：式(5)中，m为泄漏检测仪器的精度，P为管道内介质的工作压力，ρ为介质的密度，D为裂纹面的张开距离；(n)依据LBB法规要求，进行LBB准则判断：若ac/aL大于2则满足LBB准则要求；若ac/aL不大于2则不满足准则要求。