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考虑热分层效应的格林函数法在疲劳监测系统快速计算中的应用

陈蓉 章贵和 梁恩铭

陈蓉, 章贵和, 梁恩铭. 考虑热分层效应的格林函数法在疲劳监测系统快速计算中的应用[J]. 核动力工程, 2024, 45(4): 150-154. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.04.0150
引用本文: 陈蓉, 章贵和, 梁恩铭. 考虑热分层效应的格林函数法在疲劳监测系统快速计算中的应用[J]. 核动力工程, 2024, 45(4): 150-154. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.04.0150
Chen Rong, Zhang Guihe, Liang Enming. Application of Green Function Method Considering Thermal Stratification Effect in Rapid Calculation of Fatigue Monitoring System[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(4): 150-154. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.04.0150
Citation: Chen Rong, Zhang Guihe, Liang Enming. Application of Green Function Method Considering Thermal Stratification Effect in Rapid Calculation of Fatigue Monitoring System[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(4): 150-154. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.04.0150

考虑热分层效应的格林函数法在疲劳监测系统快速计算中的应用

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.04.0150
详细信息
    作者简介:

    陈 蓉(1985—),女,高级工程师,硕士研究生,现从事容换设备力学研究工作,E-mail: 76837931@qq.com

  • 中图分类号: TL334

Application of Green Function Method Considering Thermal Stratification Effect in Rapid Calculation of Fatigue Monitoring System

  • 摘要: 针对在疲劳监测系统中考虑热分层效应的情况下如何实现快速计算展开了分析。提出了一种考虑热分层效应的格林函数计算方法,同时使用该方法针对波动管弯头模型在假定瞬态下的热分层应力进行了计算研究并与有限元方法进行了对比,验证本文方法的合理性和准确性。结果表明,本文提出的在格林函数基础上叠加考虑热分层效应的计算方法具有高效、快速、准确的特点,可应用于弯头拐角处的应力苛刻位置。目前该方法已应用于核电厂设备的疲劳监测系统。

     

  • 图  1  波动管弯头热分层温度云图

    Figure  1.  Temperature Distribution of Thermal Stratification of Fluctuating Pipe Elbow

    图  2  波动管热分层形式示意图

    Figure  2.  Schematic Diagram of Thermal Stratification of Fluctuating Pipe Elbow

    图  3  波动管弯头模型及边界条件示意图

    Figure  3.  Model and Boundary Conditions of Fluctuating Pipe Elbow

    图  4  热分层情形下的测点布置示意图

    T1~T7—温度测点位置

    Figure  4.  Measuring Point Arrangement under Thermal Stratification

    图  5  直管段分析路径示意图

    Figure  5.  Analysis Path of Straight Pipe Section

    图  6  弯头部位分析路径示意图

    Figure  6.  Analysis Path of the Elbow Section

    图  7  20℃-0℃-−20℃弯头温度云图

    Figure  7.  Temperature Distribution within 20℃-0℃-−20℃

    图  8  20℃-0℃-−20℃弯头应力云图

    Figure  8.  Stress Distribution within 20℃-0℃-−20℃

    图  9  计算流程图

    Figure  9.  Calculation Flow Chart

    表  1  热应力幅值计算结果对比

    Table  1.   Comparison of Thermal Stress Amplitude

    位置 应力分
    量方向
    热应力幅值/MPa
    (方法1:有限元方法)
    热应力幅值/MPa
    (方法2:格林函数法)
    偏差/%
    路径1 X 59.151492 59.19166024 0.07
    Y 220.148191 220.1738027 0.01
    Z 220.213435 220.1644805 0.02
    路径2 X 96.992859 99.47449043 2.56
    Y 178.260045 180.1284378 1.05
    Z 222.767364 220.2830805 1.12
    路径3 X 179.091094 180.384704 0.72
    Y 99.313388 99.49663339 0.18
    Z 221.276937 220.3696414 0.41
    路径4 X 221.378805 221.2208884 0.07
    Y 58.984428 59.07562057 0.15
    Z 221.203351 220.7701871 0.20
    路径5 X 180.799335 180.3243118 0.26
    Y 99.626172 99.46155576 0.17
    Z 221.108225 220.8021094 0.14
    路径6 X 99.483305 99.40346461 0.08
    Y 180.265169 179.9402105 0.18
    Z 220.883591 220.9359426 0.02
    路径7 X 59.153544 59.17833812 0.04
    Y 220.230311 219.8501928 0.17
    Z 220.752571 220.8534525 0.05
    路径8 X 154.869694 154.8035405 0.04
    Y 216.225674 216.1278005 0.05
    Z 121.436037 121.3968069 0.03
    路径9 X 217.930556 217.9731243 0.02
    Y 67.74353 67.74260812 0.00
    Z 216.055493 216.1244956 0.03
    路径10 X 157.411528 157.3650227 0.03
    Y 220.783008 220.7122373 0.03
    Z 123.904046 123.8428216 0.05
      注:①偏差计算方法为:偏差=ǀ(方法2热应力幅值−方法1热应力幅值)/方法1热应力幅值ǀ。
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-10-08
  • 修回日期:  2024-06-17
  • 刊出日期:  2024-08-12

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