(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210884073.6 (22)申请日 2022.07.26 (71)申请人 哈尔滨工程大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南 通大街145号哈尔滨工程大学科技处 知识产权办公室 (72)发明人 程杰　孔德岩　刘旭　王建军　 (51)Int.Cl. G16C 60/00(2019.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/08(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种压水堆一回路部件应力腐蚀断裂失效 概率及置信区间计算方法 (57)摘要 本发明提供一种压水堆一回路部件应力腐 蚀断裂失效概率及置信区间计算方法， 可以定量 地对压水堆一回路设备的结构材料进行应力腐 蚀断裂失效概率进行预测， 为设备的维护提供参 考， 应用前景广泛； 同时该方法过程简单， 具有较 高的计算效率， 适用于工程应用， 有利于提高压 水堆核电厂的安全性和经济性。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 115331755 A 2022.11.11 CN 115331755 A 1.一种压水堆一回路部件应力腐蚀断裂失效概率及置信区间计算方法， 其特征在于， 步骤如下： 步骤1： 根据压水堆 一回路部件材 料属性设置样本点个数； 步骤2： 确定压水堆一回路部件所承受的应力、 温度和部件结构材料的屈服强度、 断裂 韧度、 厚度、 裂纹初始 尺寸、 裂纹横纵比； 步骤3： 在步骤2的基础上， 将上述参数分为服从一定分布规律的不确定性参数和为定 值的确定性 参数， 对于不确定参数， 根据其分布规 律随机抽取； 步骤4： 联立应力强度因子 KI计算公式和裂纹扩展速率经验关联式， 并将步骤3中得到的 参数代入可得到裂纹深度与裂纹扩展速率的微分方程， 通过数值方法求解， 得到裂纹深度 与时间的关系； 步骤5： 在步骤4的基础上， 将不同时刻下的裂纹深度代入应力强度因子计算公式， 得到 应力强度因子和时间的关系； 步骤6： 在步骤5的基础上， 根据应力腐蚀断裂失效的准则和材料断裂韧度的分布规律， 计算出不同时刻下的断裂失效概 率； 步骤7： 抽取一组输入参数， 完成一次计算为一个样本， 判断样本个数是否达到预先设 置的个数， 若未达 到， 则返回步骤2； 步骤8： 观察失效概率均值是否趋于稳定， 若未趋于稳定， 则样本个数不足并返回步骤 1， 增加样本点个数； 步骤9： 将每一个时刻下的失效概率绘制为失效概率频率直方图， 观察每一个时刻下失 效概率的分布形式； 步骤10： 在步骤9的基础上， 将每一个时刻下的失效概率通过数学方法变换， 使变形后 的失效概 率频率分布直方图为 正态分布形式； 步骤11： 在步骤10的基础上， 计算变形后失效概 率的置信区间； 步骤12： 在步骤11的基础上， 将变形后失效概率置信区间通过数学方法转换为未变形 时的失效概 率置信区间。 2.根据权利要求1所述的一种压水堆一回路部件应力腐蚀 断裂失效概率及置信区间计 算方法， 其特 征在于， 所述 步骤4中， 应力强度因子KI计算公式为： 式中， Rp0.2为材料屈服强度， MPa； σ 为拉应力， MPa； a为裂纹深度， m； b为材料厚度， m； c为 裂纹宽度， a/ c称为纵横比； 裂纹扩展速率经验关联式为： 式中， C和n为系数， 与环境和材 料有关。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115331755 A 23.根据权利要求1所述的一种压水堆一回路部件应力腐蚀 断裂失效概率及置信区间计 算方法， 其特征在于， 所述步骤6中， 应力腐蚀断裂失效的准则为根据线弹性断裂力学理论 的应力强度因子准则， 根据应力腐蚀裂纹为I型裂纹 的特点， 当 断裂韧度KIC<应力强度因子 KI时， 发生断裂失效， 故断裂失效概 率计算公式为： 式中， f(x)为断裂韧度概 率密度函数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115331755 A 3