[发明专利]一种基于多参数耦合的设备热应力场高效检测方法

说明书

本发明公开了一种基于多参数耦合的设备热应力场高效检测方法，包括以下步骤：S1、在被测设备表面选择N个温度取样点，设定热边界条件P的猜测值P_i，其中i为迭代系数；S2、根据热边界条件P的猜测值P_i，建立设备的温度/热应力半解析解模型；S3、根据设备的温度/热应力半解析解模型，建立约束分散模糊推理模型，得到经约束的热边界条件P及其他待反演参数；S4、根据经约束的热边界条件P及其他求得的待反演参数，重构设备的温度场和热应力场数学模型；S5、根据重构的温度场和热应力场数学模型，计算得到设备的热应力。本发明优化了反演算法，提高了计算效率，能实现对设备热应力的实时监控。

技术领域

本发明涉及设备热应力检测技术领域，尤其涉及一种基于多参数耦合的设备热应力场高效检测方法。

背景技术

热应力是高温设备所受应力中不可忽视的一部分，大型的高温压力容器在启、停和负荷大幅度升降的过程中，高温压力容器会因承受交变的热应力而产生低周疲劳损耗，使得材料产生蠕变而性能下降，严重影响生产安全，其长期处于高温、高压、高腐烛性的连续作业环境中，存在着先天的危险性，同时其介质多为易燃、易爆、有毒性的物质，使得压力容器发生失效的概率大大提高，一旦出现伤害事故，不仅带来经济损失，甚至造成人员伤亡，环境破坏和社会恐慌。

传统检测对设备的检测是最直观的，但要求设备处于停止运行时才能进行检测，非维修阶段会浪费大量的时间成本，且部分设备内部承受压力很高，在其内壁钻孔不仅难度大，而且会降低设备壁面的强度，给设备带来安全隐患。

现有方法通常是采用单物理场，有用信息未充分挖掘，在反演过程的运用上也有瑕疵，范围太大，进行了大量有限元的反复迭代计算，耗时严重，对热应力场的检测存在滞后性，不能满足对热应力实时监测的要求。而且热应力反问题的解对于输入信息不具有连续依赖性，使得测量信息的观测误差在反演的过程中被显著放大，造成反演结果严重偏离真实值，进而导致反演结果的不稳定。

发明内容

本发明意在提供一种基于多参数耦合的设备热应力场高效检测方法，以解决现有检测方法采用单物理场，在反演过程中存在不足，得到的反演结果不稳定的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于多参数耦合的设备热应力场高效检测方法，包括以下步骤：

S1、在被测设备表面选择N个温度取样点，设定热边界条件P的猜测值P_i，其中i为迭代系数；

S2、根据热边界条件P的猜测值P_i，建立设备的温度/热应力半解析解模型；

S3、根据设备的温度/热应力半解析解模型，建立约束分散模糊推理模型，得到经约束的热边界条件P及其他待反演参数；

S4、根据经约束的热边界条件P及其他待反演参数，重构设备的温度场和热应力场数学模型；

S5、根据重构的温度场和热应力场数学模型，计算得到设备的热应力。

优选地，所述步骤S2包括：

S21、结合工程实际并基于数值仿真技术求得设备的温度场数值解；

S22、采用分离变量法和特征值法求得设备的温度场解析解；

S23、通过对数值解和解析解的分析，建立设备的温度/热应力半解析解模型。

优选地，所述步骤S23中，设备的温度/热应力半解析解模型为：