一种大批量标准部件在不同载荷下的应力计算评定方法技术

本发明专利技术属于涉及标准部件的应力计算评定方法，具体涉及一种大批量标准部件在不同载荷下的应力计算评定方法。其特点在于：载荷数据文件独立制作，有助于方便扩充载荷数据，并减少出错几率。结构相同的部件不管数量有多少，只需要进行与载荷方向数相同次的单位载荷应力分析，便可以通过简单的代数叠加得到每个部件的真实应力水平。这样在加快应力分析速度的同时也极大地节省了结果文件所需的计算机存储空间。将标准部件的最大应力许用值写入计算命令流文件中，使得在得到部件结果的同时还可以对结果进行评定，减少了后续评定的工作量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种标准部件的应力计算评定方法，具体涉及一种大批量标准部件在 不同载荷下的应力计算评定方法。
技术介绍
标准部件在实际的工程中应用广泛，并且有一个特点是这些标准部件往往是以大 批量的形式存在。比如应用于核电工程中的标准支吊架，每个核电站的标准支吊架数量都 有上万个，这些支吊架结构的强度是否足以承受其所能承受的载荷直接影响到整个核电站 的安全运行。这就带来了一个问题，即这些标准部件的应力评定工作。目前，对标准部件可用额定载荷的分析方法进行保守的评定，但也可用精确的计 算，其常规方法是如图1所示，首先对这些标准部件进行建模；然后对每个部件进行载荷 施加，每个部件进行一次有限元应力计算；最后针对每个标准部件的应力计算结果逐个进 行应力评定，以确定其强度是否能够满足要求。在评定大批量标准部件的应力水平时，由于 每个部件的载荷不同，尤其是部件承受多方向载荷时，使用常规办法需要对这些部件逐个 进行应力计算，不仅人工操作的工作量极大，极易产生大量错误，而且工程进度也不允许。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高效率、高精确度的一种大批量标准部件在不同载荷 下的应力计算评定方法。实现本专利技术目的的技术方案，包括以下步骤(1)提取所有标准部件的载荷数据，制备载荷数据文件，并设定标准部件的最大应 力许用值；(2)对标准部件进行建模；(3)在标准部件的每个载荷方向分别施加单位载荷，并进行每个载荷方向上单位 载荷的应力计算；(4)读取载荷数据文件中的载荷数据，与每个载荷方向上单位载荷的应力按照下 述公式进行简单代数叠加，获得所有标准部件真实应力<formula>formula see original document page 3</formula> 其中Ox, Oy, Oz, Txy, Tyz, Txz表示部件真实的六个应力分量o , oxl0 x2' 00 x3' 00 x4' 00 x5' 00 x6' 0yl'。zl' ^ xy'T , , Tn ty2' u z2 ' L xy2y3' ^ z3‘ 丁 xy3y4， 0 z4' T xy4y5' ^ z5‘ 丁 xy5y6' ^ z6 ‘ 丁 xy6yzlT 0, Tyz2T Q, Txzl表示施加x方向单位力后计算得到的六个应力分 xz2表示施加Y方向单位力后计算得到的六个应力分yz3X , , Xyz4TT量；量；量；分量；分量；分量； 定结果。 本专利技术的效果在于载荷数据文件独立制作，有助于方便扩充载荷数据，并减少出 错几率。结构相同的部件不管数量有多少，只需要进行与载荷方向数相同次的单位载荷应 力计算，便可以通过简单的代数叠加得到每个部件的真实应力水平。这样在加快应力计算 速度的同时也极大地节省了结果文件所需的计算机存储空间。将标准部件的最大应力许用 值写入计算命令流文件中，使得在得到部件结果的同时还可以对结果进行评定，减少了后 续评定的工作量。yz5TTyz6xz3表示施加Z方向单位力后计算得到的六个应力分 xz4表示施加X方向单位力矩后计算得到的六个应力 xz5表示施加Y方向单位力矩后计算得到的六个应力 xz6表示施加Z方向单位力矩后计算得到的六个应力Fx,Fy,Fz,Mx,My, Mz表示部件承受的真实载荷；(5)将标准部件真实应力与设定的最大应力许用值进行比较，输出每个部件的评附图说明图1为采用常规的流程；图2为本专利技术的所提供的一种大批量标准部件在不同载荷下的应力计算评定方 法流程；图3为实施例中制备的载荷数据文件；图4为实施例中应力计算结果；图5为实施例中输出评定结果。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。如图2所示，，包括以下 步骤(1)提取所有标准部件的载荷数据，制备载荷数据文件，并设定标准部件的最大应 力许用值；(2)对标准部件进行建模；(3)在标准部件的每个载荷方向分别施加单位载荷，并进行每个载荷方向上单位 载荷的应力计算； (4)读取载荷数据文件中的载荷数据，与每个载荷方向上单位载荷的应力按照下 述公式进行简单代数叠加，获得所有标准部件真实应力<formula>formula see original document page 5</formula> 。。、，。、、，。Z1，T。、、，T、Z1，T。，、表示施加X方向单位力后计算得到的六个应力分量 。。。，。、。，。Z5，T。、。，T、Z5，。。，。表示施加Y方向单位力矩后计算得到的六个应力分量； 。。。，。、。，。，。，T。、。，T、，。，T。，。表示施加Z方向单位力矩后计算得到的六个应力分量； FX，Fy，FZ，MX，My，MZ表示部件承受的真实载荷。 (5)将标准部件真实应力与设定的最大应力许用值进行比较，输出每个部件的评定结果。 下面以某个型号固定支架为例进行详细说明 (1)制备该型号固定支架载荷数据文件，如图3所示。根据规范设定该型号固定支架的最大应力许用值为154．5Ml’a。 (2)对该型号固定支架进行建模。 (3)对该固定支架的三个方向分别施加单位力与单位力矩(FX、Fy．FZ、MX、My．MZ)，并进行每个载荷方向上单位载荷的应力计算，得到图4中单方向加载的结果。 (4)自动读取图3载荷数据文件中的每一行数据(这里以第一行载荷数据FX一3．39kN、Fy一9．07kN、FZ一3．94kN、MX—o．85kN．m、My—o．86kN．m、MZ—1．5kN．m来说明计算结果，其他行数据采用相同方法处理)，与每个载荷方向上单位载荷的应力按照公式l进行代数组合叠加，获得该载荷下固定支架真实应力，在图4中显示为单方向加载后代数和一行数据。从图4中可知，采用本专利技术方法单方向加载后代数和的应力计算结果与采用传统 方法一次加载多方向载荷的应力计算结果完全一致。专利技术涉及的分析方法总结于田湾核电站标准支吊架不符合项处理中采用的主要 分析方法。该分析方法的研究具有切实的工程背景，整个研究过程由工程实际发生的不符 合项引起，短时间内要完成大量分析工作是本次研究的最根本动力。我们在详细分析面临 问题特点的基础上，将经典的线弹性力学理论与数值计算技术结合，充分理解大型专业软 件ANSYS的功能并挖掘出其潜力，最终以之为平台实现了高效的分析方法，成功处理了田 湾核电站不符合项。显然，本领域的技术人员可以对本专利技术进行各种改动和变型而不脱离本专利技术的精 神和范围。倘若这些修改和变型属于本专利技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本专利技术 也意图包含这些改动和变型在内。权利要求，其特征在于包括以下步骤(1)提取所有标准部件的载荷数据，制备载荷数据文件，并设定标准部件的最大应力许用值；(2)对标准部件进行建模；(3)在标准部件的每个载荷方向分别施加单位载荷，并进行每个载荷方向上单位载荷的应力分析；(4)读取载荷数据文件中的载荷数据，与每个载荷方向上单位载荷的应力按照下述公式进行简单代数叠加，获得所有标准部件真实应力 <mrow><mfenced open='{' close='}'> <mtable><mtr> <mtd><msub&g本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大批量标准部件在不同载荷下的应力计算评定方法，其特征在于：包括以下步骤：（１）提取所有标准部件的载荷数据，制备载荷数据文件，并设定标准部件的最大应力许用值；（２）对标准部件进行建模；（３）在标准部件的每个载荷方向分别施加单位载荷，并进行每个载荷方向上单位载荷的应力分析；（４）读取载荷数据文件中的载荷数据，与每个载荷方向上单位载荷的应力按照下述公式进行简单代数叠加，获得所有标准部件真实应力：＊＊＊其中，σ↓［ｘ］，σ↓［ｙ］，σ↓［ｚ］，τ↓［ｘｙ］，τ↓［ｙｚ］，τ↓［ｘｚ］表示部件真实的六个应力分量；σ↓［ｘ１］，σ↓［ｙ１］，τ↓［ｘｙ］，τ↓［ｙｚ１］，τ↓［ｘｚ１］表示施加Ｘ方向单位力后计算得到的六个应力分量；σ↓［ｘ２］，σ↓［ｙ２］，σ↓［ｚ２］，τ↓［ｘｙ２］，τ↓［ｙｚ２］，τ↓［ｘｚ２］表示施加Ｙ方向单位力后计算得到的六个应力分量；σ↓［ｘ３］，σ↓［ｙ３］，σ↓［ｚ３］，τ↓［ｘｙ３］，τ↓［ｙｚ］，τ↓［ｘｚ３］表示施加Ｚ方向单位力后计算得到的六个应力分量；σ↓［ｘ４］，σ↓［ｙ４］，σ↓［ｚ４］，τ↓［ｘｙ４］，τ↓［ｙｚ４］，τ↓［ｘｚ４］表示施加Ｘ方向单位力矩后计算得到的六个应力分量；σ↓［ｘ５］，σ↓［ｙ５］，σ↓［ｚ５］，τ↓［ｘｙ５］，τ↓［ｙｚ５］，τ↓［ｘｚ５］表示施加Ｙ方向单位力矩后计算得到的六个应力分量；σ↓［ｘ６］，σ↓［ｙ６］，σ↓［ｚ６］，τ↓［ｘｙ６］，τ↓［ｙｚ］，τ↓［ｘｚ６］表示施加Ｚ方向单位力矩后计算得到的六个应力分量；Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ，Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ表示部件承受的真实载荷；（５）将标准部件真实应力与设定的最大应力许用值进行比较，输出每个部件的评定结果。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘诗华，弓振邦，刘树斌，张双旺，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]