中国石油大学(华东)林可怡获国家专利权
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龙图腾网获悉中国石油大学(华东)申请的专利一种压力容器检验智能辅助系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120063394B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510541959.4,技术领域涉及:G01D21/02;该发明授权一种压力容器检验智能辅助系统及方法是由林可怡;王君;李嘉艺设计研发完成,并于2025-04-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种压力容器检验智能辅助系统及方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种压力容器检验智能辅助系统及方法,涉及压力容器检验技术领域;本发明通过在压力容器的关键位置布置传感器组,定期采集温度、压力、振动和应变数据,结合有限元分析理论和综合评估模型,能够准确识别潜在风险,确保设备运行安全;通过对应力破坏、疲劳失效和锈蚀损伤的综合分析自动生成不同风险状态的执行信号,触发执行控制模块进行相应的控制操作;根据评估结果自动停机、调整操作参数或启动紧急检查,显著提升了管理效率,并减少人为操作错误;通过智能化的应急响应机制,在危险状态发生前进行预警,并采取自动化措施,避免进一步损害,减少了设备故障和事故的发生。
本发明授权一种压力容器检验智能辅助系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种压力容器检验智能辅助系统,包括数据分析模块和压力容器状态评估模块,其特征在于:数据分析模块根据数据采集模块提供的传感器数据建立压力容器的三维受力模型,对压力容器结构进行网格划分,得到若干小单元;通过应力应变分析和数据采集与传输模块发来的传感器数据计算每个小单元的应力状态和应变状态;通过有限元分析理论和疲劳失效评估理论建立应力破坏模型、疲劳失效模型和锈蚀损伤模型,结合各个小单元的应力状态和应变状态对压力容器的应力、疲劳损伤和锈蚀损伤进行综合分析; 根据压力容器的结构设计图纸建立压力容器的三维受力模型,在所述的三维受力模型中进行网格划分,将压力容器结构划分为多个长宽高均为预设值a的小单元,用于在每个小单元上计算压力、应力和应变; 在所述的三维受力模型中,设压力容器所使用的材料为线弹性材料,即限定所有小单元的应力应变关系遵循胡克定律:;其中、和为小单元分别在x,y和z三个方向上的正应力;其中、和分别为小单元在xy、yz和xz三个平面上的剪切应力;其中E为压力容器材料的杨氏模量,G为压力容器材料的剪切模量,v为压力容器材料的泊松比;其中、和为小单元分别在x,y和z三个方向上的正应变;其中、和分别为小单元在xy、yz和xz三个平面上的剪切应变; 基于位移和应力场的变化制定各个小单元之间的应力传播规则; 各个小单元之间的应力传播规则具体为: 建立各个小单元的刚度矩阵:;其中K为刚度矩阵;其中B为位移梯度矩阵,描述每个小单元中的应力和应变之间的关系;其中D为压力容器材料的弹性矩阵,描述每个小单元的应力和应变之间的关系,;其中Ω为单元的体积域; 建立有限元求解器,通过应力在小单元传播过程中的平衡方程限定其传播规则,计算压力容器在外部压力、振动和温度作用下发生的位移导致的内力和应力的重新分布;有限元求解器的方程为:;其中K为刚度矩阵,其中U为未知的节点位移向量,其中F为外部作用力; 将各个关键位置的传感器数据作为所述三维受力模型的输入,按照各自对应的关键位置编号符,施加到三维受力模型中压力容器的各个对应位置的小单元上,通过有限元求解器得到压力容器的三维受力模型中所有小单元的应力状态和应变状态;每隔预设的时间间隔,通过新采集到的传感器数据对三维受力模型进行数据更新,对三维受力模型中所有小单元的应力状态和应变状态进行动态更新; 压力容器状态评估模块结合应力破坏模型、疲劳失效模型和锈蚀损伤模型对所有小单元的应力状态和应变状态进行综合分析,评估压力容器的整体健康状态;通过各个小单元的应力状态和应变状态计算各个小单元的VonMises等效应力、Miners循环常数和腐蚀深度,分析压力容器的使用状态;根据分析结果,将压力容器标记为不同的风险状态,包括绿色、黄色和红色,生成对应的执行信号。
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