【技术实现步骤摘要】
本申请涉及数字孪生体，尤其涉及一种油气管道环焊缝断裂数字孪生体构建方法及装置。
技术介绍
1、随着信息化时代的不断发展，数字孪生正成为人类解构、描述、认识物理世界的新型工具。作为一种新型的数字化技术解决方案，数字孪生会给社会和企业的数字化转型带来一股新的浪潮，也将把各类组织的数字化转型工作推向一个新的高度，当前数字孪生已得到了十多个行业关注并开展了应用实践。在管道领域，管道数字孪生体已经面向多个业务领域场景开展建设。
2、在油气管道中，管道环焊缝断裂是油气管道失效的主要原因之一，特别是长输管道环焊缝受到外部较大载荷作用会严重地威胁管道安全运营。而目前缺少相关的数字孪生体可以对管道环焊缝管段的断裂过程进行预测和管理。
技术实现思路
1、为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种油气管道环焊缝断裂数字孪生体构建方法及装置，能够构建用于模拟管道环焊缝管段的断裂过程的孪生体，并根据预测数据或实际现场数据对环焊缝管段的断裂过程进行同生共长与模拟预测，减少油气管道环焊缝断裂事故的发生。
2、本申请第一方面提供一种油气管道环焊缝断裂数字孪生体构建方法，包括：
3、获取目标管道上的至少一个环焊缝管段的弯曲应变数据和轴向应变数据，所述弯曲应变数据用于指示所述环焊缝管段在受到弯曲应力时的变形程度，所述轴向应变数据用于指示所述环焊缝管段在受到轴向应力时的变形程度；
4、根据所述环焊缝管段的弯曲应变数据和轴向应变数据，建立所述目标管道的环焊缝管段的
5、根据所述环焊缝管段的载荷数据库和缺陷数据库对所述目标管道的环焊缝管段进行断裂过程模拟，获得所述环焊缝管段的断裂过程的孪生机理模型，所述环焊缝管段的断裂过程的孪生机理模型用于预测和模拟所述环焊缝管段的断裂过程；
6、通过数字孪生技术对所述环焊缝管段的断裂过程的孪生机理模型进行数字化映射，以构建所述环焊缝管段的数字孪生体。
7、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述获取目标管道的环焊缝管段的弯曲应变数据，包括：采集可移动装置在所述目标管道中的第一运动数据；构建有限元仿真模型，所述有限元仿真模型包括所述目标管道的数字化模型和所述可移动装置的数字化模型；将至少一组工况参数数据输入至所述有限元仿真模型中，对所述目标管道进行至少一次工况模拟，并采集至少一组所述可移动装置在所述目标管道中的第二运动数据；根据所述第一运动数据和所述至少一组第二运动数据，获取所述目标管道的环焊缝管段的弯曲应变数据。
8、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据所述第一运动数据和所述至少一组第二运动数据，获取所述目标管道的环焊缝管段的弯曲应变数据，包括：对所述第一运动数据和至少一组所述第二运动数据进行插值算法拟合，获得所述目标管道在不同工况参数数据下的管道位移曲线；对所述管道位移曲线进行解算处理，获得所述目标管道的环焊缝管段的弯曲应变数据，所述解算处理至少包括对所述管道位移曲线进行积分处理。
9、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据所述弯曲应变数据和轴向应变数据，建立所述环焊缝管段的缺陷数据库，包括：基于图像识别算法，对所述目标管道的有限元仿真模型在不同工况模拟下的对应的图像进行缺陷识别，获得所述目标管道的环焊缝管段的缺陷数据；根据所述目标管道的环焊缝管段的缺陷数据，建立所述环焊缝管段的缺陷数据库。
10、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据所述环焊缝管段的载荷数据库和缺陷数据库对所述目标管道的环焊缝管段进行断裂过程模拟，获得所述环焊缝管段断裂过程的孪生机理模型，包括：根据所述可移动装置的第一运动数据，构建所述目标管道的环焊缝管段对应的断裂过程模型，所述断裂过程模型用于模拟所述环焊缝管段的断裂过程；基于所述环焊缝管段的载荷数据库和缺陷数据库，获得至少一组所述环焊缝管段的断裂过程训练数据；根据至少一组所述环焊缝管段的断裂过程训练数据对所述断裂过程模型进行训练，得到所述环焊缝管段的断裂过程结果数据；对所述环焊缝管段的断裂过程结果数据进行验证，若验证通过，则将训练后的断裂过程模型确定为所述环焊缝管段的断裂过程的孪生机理模型。
11、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述对所述环焊缝管段的断裂过程结果数据进行验证，若验证通过，则将训练后的断裂过程模型确定为所述环焊缝管段的断裂过程的孪生机理模型，包括：根据至少一组所述环焊缝管段的断裂过程训练数据，获得至少一个管道试样；对至少一个所述管道试样进行断裂韧性测试，获得至少一组所述管道试样的环焊缝管段的断裂试验数据；若所述断裂试验数据和所述环焊缝管段的断裂过程结果数据一致，则所述环焊缝管段的断裂过程结果数据验证通过，并将训练后的所述断裂过程模型确定为所述环焊缝管段的断裂过程的孪生机理模型。
12、结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，还包括：获取所述目标管道的环焊缝管段的预测弯曲应变数据和预测轴向应变数据；将所述预测弯曲应变数据和预测轴向应变数据输入至所述环焊缝管段的断裂过程的孪生机理模型进行所述环焊缝管段的断裂过程模拟，获得所述目标管道的环焊缝管段的断裂过程预测数据。
13、本申请第二方面提供一种油气管道环焊缝断裂数字孪生体构建装置，包括获取模块，用于获取目标管道上的至少一个环焊缝管段的弯曲应变数据和轴向应变数据，所述弯曲应变数据用于指示所述环焊缝管段在受到弯曲应力时的变形程度，轴向应变数据用于指示所述环焊缝管段在受到轴向应力时的变形程度；
14、第一处理模块，用于根据所述环焊缝管段的弯曲应变数据和轴向应变数据，建立所述目标管道的环焊缝管段的载荷数据库和缺陷数据库，所述载荷数据库中包括所述目标管道上至少一个环焊缝管段的轴向应变数据和弯曲应变数据，所述缺陷数据库中包括所述目标管道上至少一个环焊缝管段的缺陷数据；
15、第二处理模块，用于根据所述环焊缝管段的载荷数据库和缺陷数据库对所述目标管道的环焊缝管段进行断裂过程模拟，获得所述环焊缝管段断裂过程的孪生机理模型，所述环焊缝管段断裂过程模型用于模拟环焊缝管段的断裂过程；
16、构建模块，用于通过数字孪生技术对所述环焊缝管段的断裂过程的孪生机理模型进行数字化映射，以构建所述环焊缝管段的数字孪生体。
17、结合第二方面，在第二方面的一种可能的实现方式中，获取模块还用于采集可移动装置在所述目标管道中的第一运动数据；构建有限元仿真模型，所述有限元仿真模型包括所述目标管道的数字化模型和所述可移动装置的数字化模型；将至少一组工况参数数据输入至所述有限元仿真模型中，对所述目标管道进行至少一次工况模拟，并采集至少一组所述可移动装置在所述目标管道中的第二运动数据；根据所述第一运动数据和所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种油气管道环焊缝断裂数字孪生体构建方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标管道的环焊缝管段的弯曲应变数据，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一运动数据和所述至少一组第二运动数据，获取所述目标管道的环焊缝管段的弯曲应变数据，包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述弯曲应变数据和轴向应变数据，建立所述环焊缝管段的缺陷数据库，包括：
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述环焊缝管段的载荷数据库和缺陷数据库对所述目标管道的环焊缝管段进行断裂过程模拟，获得所述环焊缝管段断裂过程的孪生机理模型，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述环焊缝管段的断裂过程结果数据进行验证，若验证通过，则将训练后的断裂过程模型确定为所述环焊缝管段的断裂过程的孪生机理模型，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
8.一种油气管道环焊缝断裂数字孪生体构建装置，其特征在于，包括：p>
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种油气管道环焊缝断裂数字孪生体构建方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标管道的环焊缝管段的弯曲应变数据，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一运动数据和所述至少一组第二运动数据，获取所述目标管道的环焊缝管段的弯曲应变数据，包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述弯曲应变数据和轴向应变数据，建立所述环焊缝管段的缺陷数据库，包括：
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述环焊缝管段的载荷数据库和缺陷数据库对所述目标管道的环焊缝管段进行断裂过程模拟...
【专利技术属性】
技术研发人员：石彤，刘啸奔，王炎兵，张昊宁，李坤，贡誉，王昊，黄启玉，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：
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