(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 202211296334.9 (22)申请日 2022.10.21 (71)申请人 西安热工 研究院有限公司 地址 710048 陕西省西安市碑林区兴庆路 136号 申请人 华能西藏 雅鲁藏布江水电开发投资 有限公司 　 哈动国家水力发电设备工程 技术研 究中心有限公司 (72)发明人 杜灿勋　刘德翼　阙培中　孙永鑫　 余阳　张镇　王润鹏　李太江　 王江　王冠峰　吴易洋　吴春刚　 梁彬　宁望望　马大海　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 张宇鸽(51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/04(2020.01) (54)发明名称 一种轴流式水轮发电机组联轴螺栓疲劳寿 命预测方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种轴流式水轮发电机组联 轴螺栓疲劳寿命 预测方法及系统， 属于水轮发电 机螺栓疲劳评估技术领域。 本发 明在一次联轴螺 栓疲劳扩展寿命的计算中引入了二次迭代计算， 并根据二次迭代运行时间和前后两次计算时间 的K值进行加权运算， 从而得到实际的螺栓疲劳 扩展寿命， 能够修正初始计算预测的误差， 以缩 小最终的计算预测误差， 相较于传统的应力谱计 算螺栓疲劳扩展寿命而言， 本发 明的计算预测结 果能够显著提升联轴螺栓疲劳寿命预测结果的 可靠性和准确度。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 115544691 A 2022.12.30 CN 115544691 A 1.一种轴流式水轮发电机组联轴螺 栓疲劳寿命预测方法， 其特 征在于， 包括： S1： 构建联轴螺 栓疲劳预测数 学模型； S2： 获取联轴螺栓的一次疲劳裂纹尺寸α1并带入S1构建的联轴螺栓疲劳预测数学模型 中， 得到联轴螺 栓的一次疲劳扩展 寿命N1； S3： 在继续运行时间T后， 获取联轴螺栓的二次疲劳裂纹尺寸α2并带入S1构建的联轴螺 栓疲劳预测数 学模型中， 得到联轴螺 栓的二次疲劳扩展 寿命N2； S4： 根据下式计算K值： 若K＞1， 则分别对N1和N2进行加权， 然后求和得到联轴螺栓的实际螺栓疲劳扩展寿命； 若K≤1， 则将N2表征为实际螺 栓疲劳扩展 寿命。 2.如权利要求1所述的轴流式水轮发电机组联轴螺栓疲劳寿命预测方法， 其特征在于， S1中， 联轴螺 栓疲劳预测数 学模型为： 式中， α0为联轴螺栓疲劳裂纹尺 寸的测量值， αL为联轴螺栓的临界裂纹尺 寸， 为联轴 螺栓的裂纹扩展速率。 3.如权利要求2所述的轴流式水轮发电机组联轴螺栓疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 联轴螺栓的临界裂纹尺寸αL的计算公式如下： 式中， KIC为联轴螺 栓材料的断裂韧度， f为形状因子， σx为循环应力的最大值。 4.如权利要求2所述的轴流式水轮发电机组联轴螺栓疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 联轴螺栓的裂纹扩展速率 的计算公式如下： 式中， α为裂纹深度或宽度， C、 m为与材料有关的参数， ΔK为应力强度因子变化范围， N 为应力循环次数。 5.如权利要求1所述的轴流式水轮发电机组联轴螺栓疲劳寿命预测方法， 其特征在于， S3中， N1/10≤T≤N1/2。 6.如权利要求1所述的轴流式水轮发电机组联轴螺栓疲劳寿命预测方法， 其特征在于， S4中， 对N1和N2进行加权的步骤具体为： S4.1： 确定N1和N2的初始加权系数； S4.2： 制作运行时间T与N1和N2的加权系数映射表； S4.3： 根据加权系数映射表对N1和N2进行加权 。 7.如权利要求6所述的轴流式水轮发电机组联轴螺栓疲劳寿命预测方法， 其特征在于，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115544691 A 2S4.1中， 若1＜K≤1.1， 则确定N1和N2的初始加权系数均为50％， 若1.1＜K≤1.2， 则确定N1的 初始加权系数为45％， N2的初始加权系数的55％， 若1.2＜K， 则确定N1的初始加权系数为 40％， N2的初始加权系数的6 0％。 8.一种轴流式水轮发电机组联轴螺 栓疲劳寿命预测系统， 其特 征在于， 包括： 联轴螺栓疲劳预测数 学模型构建模块， 构建联轴螺 栓疲劳预测数 学模型； 联轴螺栓疲劳裂纹获取模块， 获取 联轴螺栓的疲劳裂纹尺寸； 联轴螺栓疲劳扩展寿命获取模块， 将联轴螺栓的疲劳裂纹尺寸带入联轴螺栓疲劳预测 数学模型， 得到联轴螺 栓的疲劳扩展 寿命； 运行时间计时模块， 获取运行时间； K值计算模块， 计算K值； 螺栓疲劳扩展 寿命确定模块， 根据K值确定实际螺 栓疲劳扩展 寿命。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115544691 A 3