基于衰减路径时变性的压力容器疲劳裂纹安全裕度研究

摘要

传统压力容器安全裕度表征模型未考虑裂纹扩展过程中的时变性,导致无法准确反映剩余安全裕度大小.为此,本文基于速度积概念建立了大型压力容器剩余安全裕度模型.裂纹扩展形式直接影响安全裕度判定,故运用Paris公式并考虑闭合效应得到裂纹扩展规律公式,并结合Newman和Raju数值计算应力强度因子的理论,得到了不同裂纹的深度和长度方向变化的关联函数.以表面裂纹为例,通过关联函数模型得到安全衰减路径,然后计算了路径速度积安全裕度模型的表征变化,从寿命安全裕度角度评价了路径速度积安全裕度模型,结果表明,随着裂纹在不同速度下的扩展变化,其安全评价结果更符合实际安全裕度变化,并为工程应用提供新思路.