(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210947854.5 (22)申请日 2022.08.09 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115017745 A (43)申请公布日 2022.09.06 (73)专利权人 天津大学 地址 300350 天津市津南区海河教育园雅 观路135号天津大 学北洋园校区 (72)发明人 赵雷　宋恺　徐连勇　韩永典　 (74)专利代理 机构 北京瑞盛铭杰知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11617 专利代理师 李绩 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01)G06Q 10/04(2012.01) G06F 119/04(2020.01) (56)对比文件 CN 113049376 A,2021.0 6.29 CN 113514350 A,2021.10.19 CN 111400876 A,2020.07.10 CN 111400876 A,2020.07.10 审查员 谢晶 (54)发明名称 一种用于火电机组结构件的蠕变疲劳寿命 预测方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种用于火电机组结构件的 蠕变疲劳寿命 预测方法及系统， 包括构建寿命预 测模型； 通过纯蠕变数据， 获取应变控制蠕变疲 劳试验中的应力松弛曲线， 计算初始蠕变损伤； 通过纯疲劳数据， 获取循环硬化系数、 弹性模量 以及其他相关材料常数， 计算初始疲劳损伤； 获 取蠕变‑疲劳平均应力上、 下部分应变能密度差 值， 通过二 分法迭代使应变能密度差值小于设定 阈值， 获得该情况下的终值蠕变损伤， 终值疲劳 损伤以及氧化损伤， 并基于寿命预测模型， 对高 温结构件进行蠕变 ‑疲劳寿命预测； 本发明解决 了传统寿命 预测方法需要通过 蠕变‑疲劳试验数 据拟合参数的局限性， 且所提出模型的蠕变 ‑疲 劳寿命预测精度与传统方法相比误差 较小。 权利要求书3页 说明书8页 附图5页 CN 115017745 B 2022.10.21 CN 115017745 B 1.一种用于火电机组结构件的蠕变疲劳寿命预测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 根据火电机组结构件的蠕变损伤、 疲劳损伤以及基于循环次数的氧化损伤， 构建用于 预测所述火电机组结构件的高温蠕变 ‑疲劳寿命的蠕变 ‑疲劳寿命预测模型， 其中， 所述蠕 变‑疲劳寿命预测模型的表达式为： 其中， 表示蠕变损伤， 表示疲劳损伤， 表示氧化损伤； 在构建蠕变 ‑疲劳寿命预测模型的过程中， 根据 所述火电机组结构件的应力松弛曲线， 获取初始蠕变损伤； 根据所述火电机组结构件的循环硬化系数、 弹性模量以及其他相关材料常数， 生成初 始疲劳损伤； 基于所述初始蠕变损伤和所述初始疲劳损伤， 通过获取蠕变 ‑疲劳平均应力的上部分 应变能密度和下部分应变能密度的差值， 根据二分法迭代使应变能密度差值小于设定阈 值， 获得该情况下 的所述蠕变损伤、 所述疲劳损伤以及所述氧化损伤， 构建所述蠕变 ‑疲劳 寿命预测模型。 2.根据权利要求1所述一种用于火电机组结构件的蠕变疲劳寿命预测方法， 其特征在 于： 在构建蠕变 ‑疲劳寿命预测模型的过程中， 所述蠕变损伤的表达式为： ； 所述疲劳损伤的表达式为： ； 所述氧化损伤的表达式为： ； 其中， 表示t时刻的应力大小， 表示t时刻的应力变 化率， E表示材料循环载荷下的 弹性模量， 表示蠕变断裂应变能， 表示蠕变 ‑疲劳试验中 的保载时间， 表示纯 蠕变条件下的蠕变门槛应力,   表示纯疲劳条件下的循环硬化系数， 表示蠕变 ‑疲 劳条件下峰值拉伸应力, σC表示蠕变 ‑疲劳条件下峰值压缩应力， C和γ表示纯疲劳条件下 的材料常数， 表示蠕变 ‑疲劳条件下的总应 变范围,kp是氧化膜厚度系数。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115017745 B 23.根据权利要求2所述一种用于火电机组结构件的蠕变疲劳寿命预测方法， 其特征在 于： 在获取上部分应 变能密度的过程中， 所述上部分应 变能密度的表达式为： 其中，σH表示蠕变 ‑疲劳条件下保持时间结束时的应力。 4.根据权利要求3所述一种用于火电机组结构件的蠕变疲劳寿命预测方法， 其特征在 于： 在获取下部分应 变能密度的过程中， 所述下部分应 变能密度的表达式为： 。 5.根据权利要求4所述一种用于火电机组结构件的蠕变疲劳寿命预测方法， 其特征在 于： 在获取初始蠕变损伤的过程中， 基于纯蠕变数据， 根据平均蠕变速率与应力的关系， 生 成所述应力松弛曲线， 其中， 所述平均蠕变速率的表达式为： 其中，εf表示应力σ下的断裂蠕变应变， tr表示应力σ下的蠕变寿命， ，σ*和n*表示纯蠕 变条件下的材 料常数。 6.根据权利要求5所述一种用于火电机组结构件的蠕变疲劳寿命预测方法， 其特征在 于： 在生成应力松弛曲线的过程中， 所述应力松弛曲线的表达式为： 。 7.一种用于火电机组结构件的蠕变疲劳寿命预测系统， 其特 征在于， 包括： 数据采集模块， 用于获取火电机组结构件的蠕变损伤、 疲劳损伤以及基于循环次数的 氧化损伤； 预测模块， 用于通过构建蠕变 ‑疲劳寿命预测模型， 预测所述火电机组结构件的高温蠕权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115017745 B 3