(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 202210911522.1 (22)申请日 2022.07.28 (71)申请人 中国空气动力研究与发展中心超高 速空气动力研究所 地址 621900 四川省绵阳市涪城区二环路 南段6号15分箱 (72)发明人 李国志　廖振洋　钟涌　周益民　 吴狄　杨陈栋　 (74)专利代理 机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 专利代理师 王丹 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/04(2020.01) G06F 119/08(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种激波管体氢损寿 命评价方法 (57)摘要 本发明属于高超声速试验设备技术领域， 公 开了一种激波管体氢损寿命在 线评价方法。 本发 明的激波管体氢损寿命在线评价方法通过采集 管体服役工况参数， 在线计算当前管体的径向应 变值和径向氢浓度分布； 利用试验 数据拟合的氢 浓度对伸长率的影 响， 获得在当前管体氢浓度下 的断裂应变值； 通过当前应变值与断裂应变值的 比值获得危险系数； 通过历史危险系数预测管体 寿命。 本发 明的激波管体氢损寿命在线评价方法 通过氢浓度评估 管体强度， 在 线评估管体氢损伤 程度； 通过历史危险系数的时间拟合关系， 在线 评估管体氢损寿命； 经济性、 时效性好， 适合进行 工程推广。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115238557 A 2022.10.25 CN 115238557 A 1.一种激波管体氢损寿命在线评价方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一： 由安装在管体上的传感器采集管体外层温度、 管体内层温度及管体内层压力； 步骤二： 建立 一维轴对称有限元模型； 步骤三： 在一维轴对称有限元模型中， 引入采集到的管体外层温度、 管体 内层温度及管 体内层压力， 计算当前 管体的径向应力分布， 得到当前 管体的径向应 变值； 步骤四： 用Sieverts定律， 通过采集到的管体内层温度和管体内层压力计算当前管体 的内层饱和氢浓度； 步骤五： 在一维轴对称有限元模型中， 引入当前管体的内层饱和氢浓度， 并通过管体历 史氢浓度计算当前 管体的径向氢浓度分布； 步骤六： 引入不同氢含量材料试验数据， 拟合当前氢浓度分布条件下， 管体的径向伸长 率阈值， 进 而计算当前 氢浓度分布条件下断裂 应变值； 步骤七： 计算当前管体的径向应变值与当前管体的断裂应变值的比值， 获得当前危险 系数； 步骤八： 利用历史危险系数拟合预测当前危险系数 下的管体寿命。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115238557 A 2一种激波管体氢损寿命评价 方法 技术领域 [0001]本发明属于高超声速试验设备技术领域， 具体涉及一种激波管体氢损寿命在线评 价方法。 背景技术 [0002]激波风洞是利用激波压缩试验气体， 经过喷管定常膨胀产生高超声速试验气流的 脉冲型风洞。 氢气驱动方式是激波风洞主要的驱动方式， 使用氢气驱动能够产生较强的激 波， 获取更高的试验参数。 对氢气加热还可以获得 更强的驱动能力。 [0003]在实际使用时， 激波管体 由于直接接触氢气， 材料会产生氢脆、 氢蚀等氢损伤， 对 管体服役寿命造成不利影响， 但在外观上无法直接判断， 对服役安全有较大隐患； 此外， 激 波管体服役工况压力高、 温度范围大， 加之氢气泄漏危害巨大， 无法判断管体使用寿命具有 较大的安全风险。 [0004]当前， 亟需发展一种用于氢气驱动激波风洞的激波管体氢损寿命在线评价方法。 发明内容 [0005]本发明所要解决的技 术问题是提供一种激波管体氢损寿命在线评价方法。 [0006]本发明的激波管体氢损寿命在线评价方法， 包括以下步骤： [0007]步骤一： 由安装在管体上的传感器采集管体外层温度、 管体内层温度及管体内层 压力； [0008]步骤二： 建立 一维轴对称有限元模型； [0009]步骤三： 在一维轴对称有限元模型中， 引入采集到的管体外层温度、 管体内层温度 及管体内层压力， 计算当前 管体的径向应力分布， 得到当前 管体的径向应 变值； [0010]步骤四： 用Sieverts定律， 通过采集到的管体内层温度和管体内层压力计算当前 管体的内层饱和氢浓度； [0011]步骤五： 在一维轴对称有限元模型中， 引入当前管体的内层饱和氢浓度， 并通过管 体历史氢浓度计算当前 管体的径向氢浓度分布； [0012]步骤六： 引入不同氢含量材料试验数据， 拟合当前氢浓度分布条件下， 管体的径向 伸长率阈值， 进 而计算当前 氢浓度分布条件下断裂 应变值； [0013]步骤七： 计算当前管体的径向应变值与当前管体 的断裂应变值的比值， 获得当前 危险系数； [0014]步骤八： 利用历史危险系数拟合预测当前危险系数 下的管体寿命。 [0015]本发明的激波管体氢损寿命在线评价方法具有以下优点： [0016]a.可仅采集少量常规 参数， 实现管体氢损寿命评价； [0017]b.可在线评估管体材 料的氢损伤程度， 无需对管体材 料进行取样检测。 [0018]c.可在线预测管体寿命， 指导管体的维护管理。 [0019]本发明的激波管体氢损寿命在线评价方法建立在以下四部分基础工作之上： 1.采说　明　书 1/3 页 3 CN 115238557 A 3