[发明专利]一种横向流作用下非线性约束管束的损伤识别方法

说明书

本发明提供一种横向流作用下非线性约束管束的损伤识别方法，包括如下步骤：步骤100，首先提取某测点的时域位移与速度响应的原始均方根值；步骤200，基于一维间隔光滑法与原始均方根值拟合出该测点当前拟合均方根值；步骤300，计算出拟合均方根值与原始均方根值的差值，再根据损伤敏感标识量，即可根据该测点的时域响应识别出其在复杂振动条件下的损伤位置及状态；步骤400，重复前述步骤，即可得到管束系统的所有损伤情况。本发明仅利用结构时域响应信息，通过构造无基线的损伤敏感标识量，在无结构完好信息条件下，仅根据结构的时域响应就可准确的对复杂振动条件的管束损伤位置进行识别，且对于不同横流速度均可适用。

技术领域

本发明涉及核电站的蒸汽发生器传热管道监测领域，特别是涉及一种利用间隔光滑法对横向流作用下的非线性约束管束的损伤情况进行识别的方法。

背景技术

蒸汽发生器是核电站关键设备之一，其功能一方面是利用核反应堆产生的热量将二回路的水加热成饱和蒸汽，推动汽轮机发电；另一方面是将一回路中带放射性的冷却剂与二回路中不带放射性的水隔离，蒸汽发生器的结构安全是核反应堆能否稳定运行的关键。核反应堆正常运行过程中，横向流动会导致蒸汽发生器传热管束发生明显的振动。当横向流速达到某一临界值时，传热管束从横向流中获取的能量等于阻尼消耗的能量，传热管束会出现持续、大振幅的周期运动，这一现象被称为“流弹失稳”。由于防振条、支承板等结构的存在，流弹失稳引起管束与复杂支承结构之间剧烈碰撞振动，进而会导致传热管束微动磨损和疲劳破坏，这是蒸汽发生器传热管束失效的主要原因。

目前，虽然一直有研究单/两相流中管束系统流致振动的问题，但关于复杂流场与非线性支撑条件下管束的损伤识别问题，目前还未有深入的研究。

发明内容

本文发明的目的是提供一种利用间隔光滑法对横向流作用下的非线性约束管束的损伤情况进行识别的方法。

具体地，本发明提供一种横向流作用下非线性约束管束的损伤识别方法，包括如下步骤：

步骤100，首先提取某测点的时域位移与速度响应的原始均方根值；

步骤200，基于一维间隔光滑法与原始均方根值拟合出该测点当前拟合均方根值；

步骤300，计算出拟合均方根值与原始均方根值的差值，再根据损伤敏感标识量，即可根据该测点的时域响应识别出其在复杂振动条件下的损伤位置及状态；

步骤400，重复前述步骤，即可得到管束系统的所有损伤情况。

在本发明的一个实施方式中，所述步骤100中，原始均方根值的获取公式如下：

其中，S_t(x_i),V_t(x_i)是时刻t时测点x_i的位移与速度响应。t₁与t₂是管束运动稳定后的采样起止时间,N为采样起止时间内的采样点数。

在本发明的一个实施方式中，所述步骤200中，拟合出该测点当前实际均方根值的过程如下：

先利用间隔光滑法通过所述测点周围四个点拟合出一个新的值y(x_i)’：

其中，四个系数a₀,a₁,a₂,a₃通过周围四个点由下式得出：

A(x_i)＝C(x_i)×Y(x_i) (3)