專利名稱：裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法及程序，預(yù)測(cè)例如燃?xì)廨啓C(jī)等 在高溫環(huán)境下使用的部件上產(chǎn)生的疲勞裂紋的裂紋長(zhǎng)度的進(jìn)展。
背景技術(shù)：
例如，作為構(gòu)成燃?xì)廨啓C(jī)的高溫部件的燃燒器內(nèi)缸、尾筒、渦輪 的動(dòng)葉片、靜葉片、套筒(分割環(huán))等暴露于高溫高壓的氣體中，同 時(shí)承受隨著起動(dòng)停止而變動(dòng)的熱應(yīng)力，因此容易受到高溫疲勞、熱疲 勞以及蠕變?cè)斐傻膿p傷。特別是在渦輪動(dòng)葉片上，還受到轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn) 生的離心力或燃燒氣體產(chǎn)生的氣體彎曲力，因而損傷很大，需要進(jìn)行 嚴(yán)格的保養(yǎng)管理。因此，在適當(dāng)?shù)拈g隔設(shè)定查點(diǎn)日程，在査點(diǎn)時(shí)根據(jù) 需要拆下部件進(jìn)行檢查，根據(jù)損傷的程度進(jìn)行部件的更換或修補(bǔ)。
另一方面，由于實(shí)施査點(diǎn)，產(chǎn)生與燃?xì)廨啓C(jī)裝置的解體或檢査對(duì) 應(yīng)的費(fèi)用，并且無法發(fā)電，因此優(yōu)選將定期查點(diǎn)的間隔延長(zhǎng)。因此， 要求提高燃?xì)廨啓C(jī)高溫部件的耐久性的同時(shí)，也要求將定期檢查間隔 合理化。另外，還希望降低已損傷的高溫部件的修補(bǔ)所需要的費(fèi)用和 時(shí)間，因此要求降低修補(bǔ)基準(zhǔn)，容許即使不進(jìn)行修補(bǔ)，到下一次定期 檢査為止損傷也不會(huì)擴(kuò)大到失去功能的程度的小裂紋。
為了滿足上述要求，需要高精度地預(yù)測(cè)高溫部件上產(chǎn)生的裂紋的 進(jìn)展變化。關(guān)于高溫部件的裂紋長(zhǎng)度的預(yù)測(cè)，如例如專利文獻(xiàn)1或?qū)?利文獻(xiàn)2所公開的那樣，提出了觀察使用的部件的最大裂紋長(zhǎng)度等， 基于該結(jié)果預(yù)測(cè)應(yīng)力或溫度，基于該預(yù)測(cè)值及由試件得到的主曲線
(master curve )預(yù)測(cè)疲勞壽命的方法。專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-160646號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:日本特開平9-195795號(hào)公報(bào)
但是，如上述專利文獻(xiàn)l、 2公開的方法所述，基于使用的高溫部 件的最大裂紋長(zhǎng)度測(cè)定結(jié)果來預(yù)測(cè)裂紋的進(jìn)展變化，具有以下問題。
第一個(gè)問題在于，高溫部件的裂紋進(jìn)展變化很不均勻。其原因可 以認(rèn)為是多個(gè)影響因素在實(shí)用上存在不可避免的偏差(離散)。作為 影響因素，例如作為高溫部件的環(huán)境因素有高溫燃燒氣體或冷卻空氣 的溫度或熱傳導(dǎo)率等，作為材料特性因素有熱傳導(dǎo)率或熱膨脹系數(shù)等， 另外特別是作為材料強(qiáng)度特性因素有規(guī)定疲勞裂紋產(chǎn)生壽命(反復(fù)數(shù) 和裂紋產(chǎn)生壽命的關(guān)系)或裂紋進(jìn)展曲線的材料參數(shù)等，另外作為形 狀因素有壁厚等的尺寸公差。因此，在某燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中通過使用 的高溫部件而實(shí)際測(cè)量的最大裂紋長(zhǎng)度或最大裂紋進(jìn)展曲線的數(shù)據(jù)， 不能用于預(yù)測(cè)其他不同規(guī)格的高溫部件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)或運(yùn)轉(zhuǎn)條件變更時(shí)的裂 紋進(jìn)展變化。
第二個(gè)問題是關(guān)于定期檢査時(shí)測(cè)定的裂紋長(zhǎng)度的處理的問題。在 發(fā)明人預(yù)先研究時(shí)就發(fā)現(xiàn)，在裂紋微小的情況下，根據(jù)檢測(cè)方法的種 類或檢查員的能力(例如經(jīng)驗(yàn)?zāi)陻?shù)、熟練度等)的不同，檢測(cè)界限的 大小不同，并且測(cè)定值大不相同。因此，基于本次的檢查結(jié)果(裂紋 長(zhǎng)度的測(cè)定值)來預(yù)測(cè)下次以后的定期檢查時(shí)的裂紋長(zhǎng)度時(shí)，除了上 述裂紋進(jìn)展曲線自身的偏差之外，還疊加了基于本次的測(cè)定誤差的偏 差。因此，不得不在下次定期檢查時(shí)的裂紋長(zhǎng)度預(yù)測(cè)值中設(shè)定相當(dāng)大 的安全系數(shù)。
另外，在通過計(jì)算機(jī)的模擬來預(yù)測(cè)高溫部件從新品時(shí)開始到廢棄 為止的裂紋的變化的情況下，達(dá)到相當(dāng)于定期檢查的起動(dòng)停止次數(shù)時(shí)， 基于裂紋的長(zhǎng)度判斷是否有必要進(jìn)行修補(bǔ)及修補(bǔ)方法，但在利用檢査 時(shí)測(cè)定的裂紋長(zhǎng)度作為該判斷的基準(zhǔn)的裂紋長(zhǎng)度的,情況下與不使用該裂紋長(zhǎng)度的情況下，會(huì)得到大不相同的結(jié)果，這是可以想到的。
對(duì)于第二個(gè)問題，由于以上問題，需要考慮檢査時(shí)的裂紋長(zhǎng)度的 測(cè)定誤差及誤判斷而將概率的方法引入預(yù)測(cè)方法，但迄今為止并沒有 公開這種預(yù)測(cè)方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決上述問題，其目的在于提供一種裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方 法及程序，通過考慮檢査者或檢査方法造成的誤差的偏差，來實(shí)現(xiàn)裂 紋進(jìn)展預(yù)測(cè)精度的提高。
為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下方法。
本發(fā)明提供一種裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法，包括相關(guān)信息生成工序， 通過多個(gè)檢查者或/和多種檢查方法來測(cè)定在試驗(yàn)體上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng) 度，求出由該測(cè)定得到的數(shù)據(jù)與實(shí)際的裂紋狀態(tài)之間的相關(guān)信息；裂 紋長(zhǎng)度推測(cè)工序，基于被檢査體在檢查時(shí)由檢查者測(cè)定的裂紋長(zhǎng)度和 上述相關(guān)信息，推測(cè)在上述被檢査體上產(chǎn)生的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度；以及裂 紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序，推測(cè)以在上述裂紋長(zhǎng)度推測(cè)工序中推測(cè)出的裂 紋長(zhǎng)度為起點(diǎn)的上述被檢査體的裂紋進(jìn)展曲線。
根據(jù)上述方法，在相關(guān)信息生成工序中，通過多個(gè)檢査者或/和多 種檢査方法測(cè)定試驗(yàn)體上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度，求出由該測(cè)定得到的數(shù)據(jù) 與實(shí)際的裂紋狀態(tài)之間的相關(guān)信息，在裂紋長(zhǎng)度推測(cè)工序中，利用上 述相關(guān)信息對(duì)被檢查體的檢查時(shí)的測(cè)定值進(jìn)行校正，從而推測(cè)實(shí)際裂 紋長(zhǎng)度，因而，能夠提高推測(cè)裂紋進(jìn)展曲線時(shí)作為起點(diǎn)的裂紋長(zhǎng)度的 推測(cè)精度。由此，能夠提高裂紋進(jìn)展曲線的推測(cè)精度。其結(jié)果是能夠 高精度地指定實(shí)際裂紋長(zhǎng)度可取值的數(shù)值范圍。根據(jù)本發(fā)明，考慮檢 查者的不同所導(dǎo)致的測(cè)定誤差或檢查方法的不同所導(dǎo)致的測(cè)定誤差來 對(duì)裂紋進(jìn)展曲線進(jìn)行推測(cè)，因此能夠指定余量的過量或不足均較少的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度的數(shù)值范圍。
作為上述試驗(yàn)體，作為一例，例如用與被檢査體相同材質(zhì)等制成 的試驗(yàn)片、或者試驗(yàn)用的實(shí)物等。該實(shí)驗(yàn)體的形狀或大小等并不需要 特別限定，只要能夠用于獲得根據(jù)檢查者或/和檢査方法的不同而以何 種程度的誤差測(cè)定試驗(yàn)體上產(chǎn)生的裂紋狀態(tài)這樣的相關(guān)信息即可。
在上述裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法中，上述裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序也可以 將用于求出上述檢査時(shí)以后的起動(dòng)停止次數(shù)和裂紋長(zhǎng)度的關(guān)系的、決 定裂紋產(chǎn)生壽命及裂紋進(jìn)展速度的參數(shù)的一部分或者全部作為概率變 量，應(yīng)用蒙特卡羅法概率地預(yù)測(cè)上述裂紋進(jìn)展曲線。
在上述裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法中，在上述相關(guān)信息生成工序中，也可 以按照每種上述檢查方法或/和按照每個(gè)上述檢查者的測(cè)定能力生成上 述相關(guān)信息，在上述裂紋長(zhǎng)度推測(cè)工序中，也可以利用與檢査時(shí)應(yīng)用 的上述檢查方法或/和檢查時(shí)進(jìn)行測(cè)定的檢查者的測(cè)定能力對(duì)應(yīng)的上述 相關(guān)信息，推測(cè)上述實(shí)際裂紋長(zhǎng)度。
測(cè)定值所包含的誤差的偏差根據(jù)檢查者的測(cè)定能力(例如熟練度、 經(jīng)驗(yàn)?zāi)陻?shù)等)的不同、或檢查方法的不同而不同。因此，按照每個(gè)檢 査者、或按照每種檢査方法、或者按照每個(gè)檢查者和檢查方法的組合 來求出測(cè)定值和實(shí)際裂紋長(zhǎng)度的相關(guān)性，利用與實(shí)際檢査時(shí)的檢查者 或檢查方法相符的相關(guān)性對(duì)檢査時(shí)的測(cè)定值進(jìn)行校正，從而能夠更高 精度地推測(cè)實(shí)際的裂紋。由此，能夠更準(zhǔn)確地推測(cè)裂紋長(zhǎng)度的進(jìn)展曲 線。
本發(fā)明提供一種裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法，從使用開始時(shí)開始模擬被檢 査體的狀態(tài)，從而預(yù)測(cè)在上述被檢査體上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度的時(shí)間序列 變化，包括第一裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序，推測(cè)從上述被檢查體使用 開始時(shí)開始的裂紋進(jìn)展曲線；相關(guān)信息生成工序，通過多個(gè)檢査者或多種檢查方法測(cè)定試驗(yàn)體上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度，求出由該測(cè)定得到的數(shù) 據(jù)與實(shí)際的裂紋狀態(tài)之間的相關(guān)信息；測(cè)定預(yù)測(cè)值計(jì)算工序，利用上 述相關(guān)信息對(duì)在上述第一裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序中預(yù)測(cè)出的檢查時(shí)的 實(shí)際裂紋長(zhǎng)度進(jìn)行校正，由此計(jì)算出測(cè)定預(yù)測(cè)值；以及實(shí)際裂紋長(zhǎng)度 變更工序，判斷上述測(cè)定預(yù)測(cè)值是否在預(yù)先設(shè)定的修補(bǔ)基準(zhǔn)以內(nèi)，根 據(jù)判斷結(jié)果變更檢査時(shí)的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度。
根據(jù)上述方法，通過多個(gè)檢查者或多種檢查方法來測(cè)定試驗(yàn)體上 產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度，求出由該測(cè)定得到的數(shù)據(jù)與實(shí)際的裂紋狀態(tài)之間的 相關(guān)信息，利用該相關(guān)信息，基于在第一裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序中得 到的被檢查體的檢査時(shí)的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度來推測(cè)測(cè)定預(yù)測(cè)值，因此能夠 使測(cè)定預(yù)測(cè)值更加接近實(shí)際檢査時(shí)的檢查者的測(cè)定值。并且，根據(jù)該 測(cè)定預(yù)測(cè)值是否在修補(bǔ)基準(zhǔn)以內(nèi)來變更該檢查時(shí)的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度，因 此能夠進(jìn)行按照實(shí)際的運(yùn)用的模擬。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，考慮檢查者的不同所導(dǎo)致的測(cè)定誤差或檢査 方法的不同所導(dǎo)致的測(cè)定誤差來推測(cè)測(cè)定預(yù)測(cè)值，因此能夠提高模擬 精度。并且，通過計(jì)算出使上述修補(bǔ)基準(zhǔn)變化時(shí)的裂紋進(jìn)展的情況或 修補(bǔ)成本等，可以確定能夠?qū)⒊杀鞠拗圃谧钚∠薅鹊男扪a(bǔ)基準(zhǔn)。
在上述裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法中，實(shí)際裂紋長(zhǎng)度變更工序也可以在上 述檢查時(shí)的測(cè)定預(yù)測(cè)值超過上述修補(bǔ)基準(zhǔn)的情況下，認(rèn)為該裂紋要被 修補(bǔ)，將上述實(shí)際裂紋長(zhǎng)度變更為零或較小的值。
在上述裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法中，也可以包括第二裂紋進(jìn)展曲線推測(cè) 工序，在上述測(cè)定預(yù)測(cè)值在上述修補(bǔ)基準(zhǔn)以內(nèi)的情況下，推測(cè)以上述 實(shí)際裂紋長(zhǎng)度為起點(diǎn)的裂紋進(jìn)展曲線。
在上述裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法中，上述第一裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序及 上述第二裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序中的至少一個(gè)也可以將用于求出起動(dòng)停止次數(shù)和裂紋長(zhǎng)度的關(guān)系的、決定裂紋產(chǎn)生壽命及裂紋進(jìn)展曲線的 參數(shù)的一部分或者全部作為概率變量，應(yīng)用蒙特卡羅法概率地預(yù)測(cè)上 述裂紋進(jìn)展曲線。
本發(fā)明提供一種裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)程序，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下步驟求 出通過多個(gè)檢査者或/和多種檢査方法測(cè)定的在試驗(yàn)體上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng) 度的數(shù)據(jù)與實(shí)際裂紋長(zhǎng)度之間的相關(guān)信息的步驟；基于被檢査體在檢 査時(shí)由檢査者測(cè)定的裂紋長(zhǎng)度和上述相關(guān)信息，推測(cè)在上述被檢査體 上產(chǎn)生的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度的步驟；以及推測(cè)以推測(cè)出的上述裂紋長(zhǎng)度為 起點(diǎn)的上述被檢査體的裂紋進(jìn)展曲線的步驟。
本發(fā)明提供一種裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)程序，用于從使用開始時(shí)開始模擬 被檢查體的狀態(tài)，從而預(yù)測(cè)在上述被檢査體上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度的時(shí)間 序列變化，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下步驟推測(cè)從上述被檢查體使用開始時(shí) 開始的裂紋進(jìn)展曲線的步驟；求出通過多個(gè)檢查者或多種檢查方法測(cè) 定的在試驗(yàn)體上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)與實(shí)際裂紋長(zhǎng)度之間的相關(guān)信 息的步驟；利用上述相關(guān)信息對(duì)在推測(cè)上述裂紋進(jìn)展曲線的步驟中預(yù) 測(cè)出的在檢査時(shí)的上述被檢査體上產(chǎn)生的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度進(jìn)行校正，由 此計(jì)算出測(cè)定預(yù)測(cè)值的步驟；以及判斷上述測(cè)定預(yù)測(cè)值是否在預(yù)先設(shè) 定的修補(bǔ)基準(zhǔn)以內(nèi)，根據(jù)判斷結(jié)果變更檢查時(shí)的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度的步驟。
根據(jù)本發(fā)明，考慮到了基于檢查時(shí)看漏的裂紋或者裂紋長(zhǎng)度的測(cè) 定誤差而會(huì)產(chǎn)生的裂紋進(jìn)展變化的統(tǒng)計(jì)性的偏差，因此能夠提高裂紋 進(jìn)展預(yù)測(cè)的精度。由此，不會(huì)以過大或過小的安全系數(shù)來設(shè)定修補(bǔ)基 準(zhǔn)，能夠平衡地實(shí)現(xiàn)修補(bǔ)成本的減少和強(qiáng)度可靠性的提高。
另外，本發(fā)明的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法及程序，例如可以用于產(chǎn)生裂 紋的部件，優(yōu)選用于預(yù)測(cè)例如燃?xì)廨啓C(jī)等高溫環(huán)境下使用的機(jī)械結(jié)構(gòu) 物的部件上產(chǎn)生的裂紋的進(jìn)展。根據(jù)本發(fā)明，可取得能夠提高裂紋進(jìn)展的預(yù)測(cè)精度的效果。
圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的裂紋迸展預(yù)測(cè)裝置的硬件構(gòu) 成的圖。
圖2是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法的流程圖 的圖。
圖3是表示圖2所示的相關(guān)信息生成工序的流程圖。
圖4是在圖2所示的相關(guān)信息生成工序中生成的相關(guān)圖的一例的圖。
圖5是在圖2所示的裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序中推測(cè)出的裂紋進(jìn)展 曲線的一例的圖。
圖6是用于對(duì)修補(bǔ)基準(zhǔn)的決定進(jìn)行說明的圖。
圖7是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法的流程圖 的圖。
圖8是表示實(shí)際裂紋長(zhǎng)度和缺陷檢測(cè)概率之間的關(guān)系的圖。 圖9是表示用于得到裂紋進(jìn)展曲線的N組參數(shù)的組合的圖。 圖IO是表示在第一裂紋進(jìn)展推測(cè)工序中得到的N個(gè)裂紋進(jìn)展曲線 的圖。
圖11是用于對(duì)測(cè)定預(yù)測(cè)值計(jì)算工序進(jìn)行說明的圖。 圖12是用于對(duì)測(cè)定預(yù)測(cè)值計(jì)算工序進(jìn)行說明的圖。 圖13是用于對(duì)實(shí)際裂紋長(zhǎng)度變更工序進(jìn)行說明的圖。 圖14是用于對(duì)實(shí)際裂紋長(zhǎng)度變更工序和第二裂紋進(jìn)展推測(cè)工序進(jìn) 行說明的圖。
圖15是用于對(duì)實(shí)際裂紋長(zhǎng)度變更工序和第二裂紋進(jìn)展推測(cè)工序進(jìn) 行說明的圖。
圖16是用于對(duì)實(shí)際裂紋長(zhǎng)度變更工序和第二裂紋進(jìn)展推測(cè)工序進(jìn) 行說明的圖。
圖17是用于對(duì)實(shí)際裂紋長(zhǎng)度變更工序和第二裂紋進(jìn)展推測(cè)工序進(jìn) 行說明的圖。圖18是說明求出最佳的修補(bǔ)基準(zhǔn)的方法的圖。
標(biāo)號(hào)說明
1 CPU
2存儲(chǔ)器 3硬盤 4輸入設(shè)備 5監(jiān)視器 6 CCD 7總線
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法及裝置以及程序的實(shí) 施方式進(jìn)行說明。另外，在本實(shí)施方式中，對(duì)將本發(fā)明的裂紋進(jìn)展預(yù) 測(cè)方法等應(yīng)用于作為被檢査體、燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備中放置于非常高溫的環(huán) 境中的渦輪動(dòng)葉片所發(fā)生的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)的情況進(jìn)行說明。
第一實(shí)施方式
圖1是表示第一實(shí)施方式的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)裝置的硬件構(gòu)成的一例 的框圖。如圖l所示，本實(shí)施方式的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)裝置是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)， 具有CPU (中央運(yùn)算處理裝置)1、存儲(chǔ)器2、硬盤3、輸入設(shè)備4、監(jiān) 視器5、以及CDD (CD-ROM驅(qū)動(dòng)器)6。上述各構(gòu)成要素通過總線7 連接。CPU1根據(jù)存儲(chǔ)在硬盤3中的各程序，通過總線7控制各部。
存儲(chǔ)在上述硬盤3中的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)程序是例如經(jīng)由CDD6從存 儲(chǔ)有裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)程序的CD-ROM (省略圖示)讀出而安裝在硬盤3 中的程序。另外，除了 CD-ROM以外，也可以從軟盤(FD) 、 IC卡 等計(jì)算機(jī)可讀取程序的記錄介質(zhì)將其安裝到硬盤中。另外，也可以利
用通信線路下載。接著，參照?qǐng)D2對(duì)通過具有上述構(gòu)成的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)裝置而實(shí)現(xiàn) 的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法進(jìn)行說明。
另外，裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)裝置具有的CPU1將存儲(chǔ)在硬盤3中的上述 裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)程序讀出到存儲(chǔ)器而執(zhí)行，由此來實(shí)現(xiàn)以下所示的裂紋 進(jìn)展預(yù)測(cè)方法。
如圖2所示，裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法包括相關(guān)信息生成工序(步驟 SA1 )，通過多個(gè)檢査者或多種檢查方法測(cè)定試驗(yàn)體上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度， 求出由該測(cè)定得到的數(shù)據(jù)與實(shí)際的裂紋狀態(tài)之間的相關(guān)信息；裂紋長(zhǎng) 度推測(cè)工序(步驟SA2)，基于被檢査體在檢査時(shí)由檢査者測(cè)定的裂 紋長(zhǎng)度和上述相關(guān)信息，推測(cè)實(shí)際裂紋長(zhǎng)度；裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序 (步驟SA3)，推測(cè)以在裂紋長(zhǎng)度推測(cè)工序中推測(cè)出的裂紋長(zhǎng)度為起 點(diǎn)的裂紋進(jìn)展曲線；以及修補(bǔ)基準(zhǔn)決定工序(步驟SA4)，基于裂紋 進(jìn)展曲線決定最佳的修補(bǔ)基準(zhǔn)。
在此，作為相關(guān)信息，作為一例，例如有如下述說明的通過測(cè)定 得到的裂紋長(zhǎng)度與實(shí)際裂紋長(zhǎng)度之間的相關(guān)關(guān)系、或者通過測(cè)定得到 的裂紋的長(zhǎng)度與該裂紋被檢測(cè)出的概率之間的關(guān)系等。
以下對(duì)各工序進(jìn)行詳細(xì)說明。
相關(guān)信息生成工序
例如，在該工序中，首先區(qū)別于實(shí)際的檢查進(jìn)行模擬檢查，基于 在該模擬檢査中獲得的測(cè)定結(jié)果求出上述相關(guān)信息。
首先，準(zhǔn)備在模擬檢查中使用的試驗(yàn)體(圖3的步驟SB1)。試 驗(yàn)體優(yōu)選盡量忠實(shí)地模擬作為檢查對(duì)象的部位的局部形狀或表面性狀 的試驗(yàn)片，以再現(xiàn)造成實(shí)際檢査時(shí)的障礙、困難、測(cè)定誤差的要因等。 需要在上述實(shí)驗(yàn)體上通過實(shí)際機(jī)器中的使用、運(yùn)轉(zhuǎn)或其他方法(例如使其反復(fù)負(fù)荷機(jī)械或熱應(yīng)力)而事先導(dǎo)入裂紋。從此時(shí)模擬檢査的目 的出發(fā)，優(yōu)選導(dǎo)入多個(gè)具有裂紋深度、裂紋長(zhǎng)度及裂紋開口部的性狀 等的各種形態(tài)的裂紋。在此，所謂裂紋開口部的性狀是指例如黑皮、 氧化皮、加工產(chǎn)生的粗糙度等。
另外，除了試驗(yàn)片之外，也可以使用用于實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)而結(jié)果產(chǎn)生 了裂紋的實(shí)際部件或者從該實(shí)際部件上切下的試驗(yàn)片作為上述實(shí)驗(yàn) 體。
接著，實(shí)際實(shí)施檢查的檢査者測(cè)定上述試驗(yàn)體上形成的裂紋(圖3
的步驟SB2)。
例如，在多名檢査者交替地進(jìn)行實(shí)際的檢查的情況下，優(yōu)選實(shí)施 檢査的所有檢査者都進(jìn)行裂紋測(cè)定。這樣，通過有可能參與檢査的所 有的檢査者都進(jìn)行裂紋測(cè)定，能夠獲取各檢查者的測(cè)定誤差作為數(shù)據(jù)。 并且，檢査者通過實(shí)際的檢査中可以應(yīng)用的檢査方法來進(jìn)行試驗(yàn)體的 裂紋測(cè)定。例如，通過目視、磁粉探傷、超聲波探傷、染色浸透探傷、 熒光浸透探傷等，在與實(shí)際檢查時(shí)同樣地進(jìn)行了表面清洗等的事前處 理后，進(jìn)行裂紋的檢測(cè)及裂紋長(zhǎng)度的測(cè)定。
這樣，檢査者進(jìn)行的測(cè)定結(jié)束時(shí)，接著測(cè)定試驗(yàn)體上形成的實(shí)際
裂紋長(zhǎng)度(圖3的步驟SB3)。
在此，"實(shí)際裂紋長(zhǎng)度"是指理想上不依賴于檢查、測(cè)定方法的 真實(shí)的長(zhǎng)度，但實(shí)用上例如通過以下方法獲取。例如，從試驗(yàn)體上切 下裂紋產(chǎn)生部，或轉(zhuǎn)印到復(fù)制品等上，通過光學(xué)顯微鏡或掃描電子顯 微鏡、掃描型隧道顯微鏡、原子間力顯微鏡等高倍率地測(cè)定裂紋長(zhǎng)度。 另外，對(duì)實(shí)驗(yàn)體進(jìn)行剖面，通過上述顯微鏡測(cè)定剖面形狀，從而得到 裂紋長(zhǎng)度。這樣，在該工序中，通過測(cè)定精度比在實(shí)際的工廠現(xiàn)場(chǎng)應(yīng) 用的前者的檢査、測(cè)定方法的測(cè)定精度高的測(cè)定方法來測(cè)定裂紋長(zhǎng)度。"實(shí)際裂紋長(zhǎng)度"是指力學(xué)上有效的、即相當(dāng)于能夠?qū)С鲞m用于 裂紋進(jìn)展的計(jì)算的K值或J積分等參數(shù)的長(zhǎng)度。另外，對(duì)于實(shí)際的長(zhǎng) 度與測(cè)定值不同的原因，存在多種要因，單主要原因大多在于，裂紋 的前端部的開口量小，以及依賴于表面性狀(表面的氧化皮、加工傷 痕等)而很難指定裂紋的前端。
這樣，各檢查者進(jìn)行的測(cè)定、實(shí)際裂紋長(zhǎng)度的測(cè)定結(jié)束時(shí)，通過
輸入設(shè)備4 (參照?qǐng)D1)輸入上述測(cè)定值。此時(shí)，將由檢査者得到測(cè)定 值與試驗(yàn)體的識(shí)別編號(hào)、檢查方法、檢査者的ID等建立關(guān)聯(lián)而輸入。 并且，將各試驗(yàn)體的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度與試驗(yàn)體的ID建立關(guān)聯(lián)而輸入。
輸入的上述數(shù)據(jù)被保存在硬盤3等的存儲(chǔ)裝置中。
上述模擬檢査中的測(cè)定數(shù)據(jù)的輸入處理結(jié)束時(shí)，接著，利用保存 在硬盤3中的上述測(cè)定數(shù)據(jù)，生成由檢査者和檢査方法的組合確定的 測(cè)定數(shù)據(jù)與實(shí)際裂紋長(zhǎng)度的相關(guān)圖(圖3的步驟SB4)。
圖4表示了相關(guān)圖的一例。在圖4中，橫軸是實(shí)際裂紋長(zhǎng)度，縱 軸是測(cè)定的裂紋長(zhǎng)度，分布a對(duì)應(yīng)于檢査者X采用檢查方法A測(cè)定的 裂紋長(zhǎng)度，分布b對(duì)應(yīng)于檢査者Y采用檢查方法A測(cè)定的裂紋長(zhǎng)度， 分布c對(duì)應(yīng)于檢查者X采用檢查方法B測(cè)定的裂紋長(zhǎng)度。在此，僅示 出了 3個(gè)例子，但對(duì)于上述模擬檢查中進(jìn)行的檢查者和檢査方法的組 合的數(shù)目生成上述分布。
這樣，根據(jù)檢査者和檢查方法得到相關(guān)圖，從而能準(zhǔn)確地獲知檢 查者的不同、檢査方法的不同造成的測(cè)定誤差的偏差情況。在此，生 成出的測(cè)定分布被保存在硬盤3中，在下次進(jìn)行檢査時(shí)參照。
裂紋長(zhǎng)度推測(cè)工序接著，對(duì)裂紋長(zhǎng)度推測(cè)工序進(jìn)行說明。
在定期檢査的時(shí)期到來而進(jìn)行實(shí)際的檢査時(shí)，實(shí)際檢査時(shí)的測(cè)定 值、檢查者及檢查方法的信息通過輸入設(shè)備4 (參照?qǐng)D1)輸入。對(duì)這 些信息建立對(duì)應(yīng)而保存在硬盤3中，并且從硬盤3讀出對(duì)該檢查者及 檢査方法建立了對(duì)應(yīng)的相關(guān)圖。
接著，利用讀出的相關(guān)圖推測(cè)實(shí)際裂紋長(zhǎng)度。具體來說，由相關(guān) 圖可以獲知實(shí)際裂紋長(zhǎng)度相對(duì)于測(cè)定值的相關(guān)關(guān)系，因此基于該相關(guān) 對(duì)本次的檢查所獲得的測(cè)定值進(jìn)行校正，從而推測(cè)實(shí)際裂紋長(zhǎng)度?；?者，由相關(guān)圖求出實(shí)際裂紋長(zhǎng)度相對(duì)于某測(cè)定值的概率分布，利用該
概率分布推測(cè)實(shí)際裂紋長(zhǎng)度的概率分布(參照?qǐng)D5)。在此，圖5表示
檢查時(shí)測(cè)定的裂紋長(zhǎng)度測(cè)定得比實(shí)際裂紋長(zhǎng)度長(zhǎng)的情況。另外，所推
測(cè)的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度與基于圖4計(jì)算出的概率分布對(duì)應(yīng)而分布，但為了 易于說明，在圖5表現(xiàn)為1點(diǎn)(確定值)。
裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序
在該工序中，以在裂紋長(zhǎng)度推測(cè)工序中推測(cè)出的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度為 起點(diǎn)，計(jì)算出該檢査時(shí)以后的裂紋進(jìn)展曲線。
此時(shí)，對(duì)于影響裂紋進(jìn)展的影響因素及裂紋進(jìn)展速度，通過蒙特 卡羅法求出裂紋進(jìn)展曲線的概率分布。例如，將材料特性及其參數(shù)、 環(huán)境因素及部件的形狀參數(shù)等影響疲勞特性的因素全部或其中一部分 作為影響因素，基于上述影響因素的統(tǒng)計(jì)性的數(shù)據(jù)決定影響因素的值， 將上述影響因素組合并生成多個(gè)組合(例如圖9所示的N組組合)， 利用各組合的數(shù)據(jù)，計(jì)算裂紋進(jìn)展曲線。另外，上述組合的數(shù)目(例 如，在圖9中為N組)優(yōu)選盡量多。
其結(jié)果，例如如圖5所示，能夠得到考慮到了各種影響因素的多 個(gè)裂紋進(jìn)展曲線。修補(bǔ)基準(zhǔn)決定工序
在該工序中，將在裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序中得到的多個(gè)裂紋進(jìn)展 曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，求出裂紋長(zhǎng)度的概率分布，基于該概率分布決定 修補(bǔ)基準(zhǔn)。修補(bǔ)基準(zhǔn)是指確定怎樣處置在檢査中檢測(cè)到的缺陷的基準(zhǔn), 具體來說，是能夠判斷為不得不進(jìn)行缺陷的削除或焊接修補(bǔ)等某種處 置的尺寸的下限值。在本發(fā)明中，作為修補(bǔ)基準(zhǔn)的具體例子，取容許
裂紋長(zhǎng)度Acr。
在此，所謂容許裂紋長(zhǎng)度Acr是指下述情況下的裂紋長(zhǎng)度，艮P， 如果不修補(bǔ)該長(zhǎng)度以上的裂紋而殘留著該裂紋重新開始運(yùn)轉(zhuǎn)，則裂紋 會(huì)進(jìn)展到下次查點(diǎn)時(shí)之前可認(rèn)為該高溫部件破損的界限的長(zhǎng)度(以下 稱為界限裂紋長(zhǎng)度Amax)以上。另外，在此所謂破損不僅是指被破壞 這一狀態(tài)，也包括雖然外表看來健全但已不能滿足作為所要求的結(jié)構(gòu) 體的功能的狀態(tài)。
首先，如圖6所示，在上述裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序中得到的N個(gè) 裂紋進(jìn)展曲線中的某些在相當(dāng)于下次的定期檢査時(shí)的起動(dòng)停止次數(shù) 時(shí)，裂紋長(zhǎng)度達(dá)到界限裂紋長(zhǎng)度Amax。達(dá)到界限裂紋長(zhǎng)度Amax以上 的裂紋進(jìn)展曲線相對(duì)于全部曲線數(shù)目N的比率(以下將其稱為破損率) 依賴于實(shí)際裂紋長(zhǎng)度。因此，在適當(dāng)?shù)貨Q定容許裂紋長(zhǎng)度Acr而在檢 查中發(fā)現(xiàn)了該長(zhǎng)度以上的長(zhǎng)度的裂紋的情況下，對(duì)裂紋進(jìn)行修補(bǔ)，將 實(shí)際裂紋長(zhǎng)度變?yōu)?或者縮短為比原來短，從而能夠?qū)⑵茡p防范于未 然。
在此，如果想要將破損完全變?yōu)?，則必須將容許裂紋長(zhǎng)度設(shè)定為 極小，其結(jié)果是，連本來不需要修補(bǔ)的小的裂紋都進(jìn)行了修補(bǔ)，修補(bǔ) 的成本增大。因此，如圖18所示，優(yōu)選設(shè)定為使修補(bǔ)所花費(fèi)的成本及 破損等受損所產(chǎn)生的成本加在一起作為全部的成本下降的適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ) 基準(zhǔn)。在本實(shí)施方式中，使容許裂紋長(zhǎng)度Acr變化，求出破損率，決定全部的成本變?yōu)樽钚〉男扪a(bǔ)基準(zhǔn)。
如以上說明所述，根據(jù)本實(shí)施方式的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法及程序，
在相關(guān)信息生成工序(圖2的步驟SA1)中，通過多個(gè)檢查者及多種
檢査方法測(cè)定試驗(yàn)體上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度，求出該測(cè)定值和實(shí)際裂紋長(zhǎng)
度之間的相關(guān)關(guān)系，在裂紋長(zhǎng)度推測(cè)工序(圖2的步驟SA2)中，利 用上述相關(guān)關(guān)系對(duì)檢査時(shí)的實(shí)際的測(cè)定值進(jìn)行校正，從而推測(cè)實(shí)際裂 紋長(zhǎng)度，因此能夠提高實(shí)際裂紋長(zhǎng)度的推測(cè)精度。然后，在裂紋進(jìn)展 曲線推測(cè)工序(圖2的步驟AS3)中，以推測(cè)的裂紋長(zhǎng)度為起點(diǎn)，來 推測(cè)裂紋進(jìn)展曲線，因此能夠提高裂紋進(jìn)展曲線的推測(cè)精度。
由此，能夠高精度地指定實(shí)際裂紋長(zhǎng)度可取值的數(shù)值范圍。這樣， 根據(jù)本發(fā)明，考慮了檢查者的不同造成的測(cè)定誤差或檢査方法的不同 造成的測(cè)定誤差而推測(cè)裂紋進(jìn)展曲線，因此能夠指定余量的過量或不 足均較少的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度的數(shù)值范圍。其結(jié)果是，在修補(bǔ)基準(zhǔn)決定工 序(圖2的步驟SA4)中，能夠更準(zhǔn)確地設(shè)定使修補(bǔ)所花費(fèi)的成本及 破損等受損所產(chǎn)生的成本加在一起作為全部的成本下降的適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ) 基準(zhǔn)(容許裂紋長(zhǎng)度)。
另外，在本實(shí)施方式中，按照檢査者和檢査方法的每種組合生成 相關(guān)圖，利用該相關(guān)圖對(duì)檢査時(shí)的測(cè)定值進(jìn)行校正，但并不限于該例 子，例如也可以按照每個(gè)檢查者或檢查者資格(等級(jí))、每種檢查環(huán) 境(溫度等自然條件、設(shè)備的性能等)、每個(gè)檢査方法生成相關(guān)圖， 利用任一相關(guān)圖校正檢査時(shí)的測(cè)定值。
第二實(shí)施方式
接著參照
本發(fā)明的第二實(shí)施方式的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法及 程序。
本實(shí)施方式的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)裝置與上述第一實(shí)施方式同樣，具有圖1所示的硬件構(gòu)成，CPU1讀出硬盤3中存儲(chǔ)的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)程序而 執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)以下所示的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法。
本實(shí)施方式的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法通過從使用開始時(shí)模擬高溫環(huán)境 下使用的高溫部件的狀態(tài)，從而預(yù)測(cè)高溫部件上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度的時(shí) 間序列變化。更具體來說，模擬下述一系列的時(shí)間序列變化燃?xì)廨?機(jī)高溫部件從新品的時(shí)候開始由于伴隨著燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)停止的運(yùn)轉(zhuǎn)而 產(chǎn)生裂紋，通過定期檢查測(cè)定裂紋長(zhǎng)度，根據(jù)其結(jié)果判斷修補(bǔ)等處置 的必要性，對(duì)判斷為需要修補(bǔ)的部件進(jìn)行修補(bǔ)，其后再次運(yùn)轉(zhuǎn)；通過 計(jì)算模擬來預(yù)測(cè)裂紋進(jìn)展曲線，換言之是裂紋長(zhǎng)度相對(duì)于起動(dòng)停止次 數(shù)的變化的概率分布。
本實(shí)施方式的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法如圖7所示，包括以下工序數(shù) 據(jù)準(zhǔn)備工序(圖7的步驟SC1)，準(zhǔn)備用于對(duì)于裂紋產(chǎn)生、裂紋進(jìn)展 等疲勞特性的影響因素運(yùn)用蒙特卡羅法的數(shù)據(jù)；準(zhǔn)備統(tǒng)計(jì)工序(步驟 SC2)，對(duì)所準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性的處理；相關(guān)信息生成工序(步驟 SC3)，通過多個(gè)檢査者或多種檢查方法測(cè)定高溫環(huán)境下使用的高溫部 件或試驗(yàn)體上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度，求出其測(cè)定值與實(shí)際裂紋長(zhǎng)度的相關(guān) 關(guān)系；數(shù)據(jù)組合工序(步驟SC4)，基于在步驟SC1 SC3中得到的數(shù) 據(jù)，生成用于進(jìn)行蒙特卡羅法的計(jì)算的數(shù)據(jù)的組合；第一裂紋進(jìn)展曲 線推測(cè)工序(步驟SC5)，在步驟SC4中生成出的各數(shù)據(jù)的組合中， 求出裂紋進(jìn)展曲線；裂紋長(zhǎng)度分布生成工序(步驟SC6)，利用裂紋 進(jìn)展曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，進(jìn)而求出相當(dāng)于定期檢查的起動(dòng)停止次數(shù)的 裂紋長(zhǎng)度分布；測(cè)定預(yù)測(cè)值計(jì)算工序(步驟SC7)，利用在步驟SC3 中得到的相關(guān)關(guān)系，對(duì)在第一裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序中求得的檢査時(shí) 的裂紋長(zhǎng)度進(jìn)行校正，從而計(jì)算出測(cè)定預(yù)測(cè)值；實(shí)際裂紋長(zhǎng)度變更工 序(步驟SC8)，判斷測(cè)定預(yù)測(cè)值是否在預(yù)先設(shè)定的修補(bǔ)基準(zhǔn)以內(nèi)， 基于該判斷結(jié)果來變更實(shí)際裂紋長(zhǎng)度；第二裂紋進(jìn)展曲線計(jì)算工序(步 驟SC9)，在測(cè)定預(yù)測(cè)值在修補(bǔ)基準(zhǔn)以內(nèi)的情況下，將實(shí)際裂紋長(zhǎng)度 作為起點(diǎn)，求出其后的裂紋進(jìn)展曲線；以及修補(bǔ)基準(zhǔn)變更工序(步驟SC10)，計(jì)算出破損率，對(duì)應(yīng)于該值變更上述修補(bǔ)基準(zhǔn)。以下對(duì)各工 序進(jìn)行詳細(xì)的說明。
數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工序
該工序是準(zhǔn)備用于對(duì)于對(duì)對(duì)象部位的疲勞特性即裂紋的產(chǎn)生及進(jìn) 展變化產(chǎn)生影響的因素執(zhí)行蒙特卡羅法的概率論的方法的數(shù)據(jù)的工 序。為了預(yù)測(cè)對(duì)象部位及其附近的溫度及應(yīng)力，進(jìn)行必要的參數(shù)的統(tǒng) 計(jì)處理。作為必要的參數(shù)，包括材料特性因素、邊界條件因素及形狀 因素。作為材料特性因素，包括熱傳導(dǎo)率、熱膨脹率、彈性系數(shù)等， 作為邊界條件因素，包括燃燒氣體的氣壓、氣體溫度、燃燒氣體和部 件表面的熱傳導(dǎo)率及冷卻空氣的氣壓、氣體溫度、冷卻空氣和部件表 面的熱傳導(dǎo)率等，作為形狀因素，包括對(duì)象部位的壁厚等。上述數(shù)據(jù) 不僅包括為了實(shí)施本發(fā)明的方法而得到的實(shí)驗(yàn)或分析數(shù)據(jù)，也可以包 括從以往累積的數(shù)據(jù)及公知的文獻(xiàn)中獲取的數(shù)據(jù)。并且，用于后述的 統(tǒng)計(jì)處理的數(shù)據(jù)的數(shù)量越多越好。
上述各參數(shù)的數(shù)據(jù)是未進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理的原始的數(shù)據(jù)值的集合體。 上述數(shù)據(jù)保存在裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)裝置內(nèi)置或連接的各數(shù)據(jù)庫(數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 裝置)中，能夠讀出或顯示計(jì)算所需要的參數(shù)。另外，在后述的準(zhǔn)備
統(tǒng)計(jì)工序(步驟SC2)中也是共通的，但在已經(jīng)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析、求 出了概率分布函數(shù)參數(shù)的情況下，也可以省略該工序。
接著，對(duì)于計(jì)算所需要的參數(shù)即上述數(shù)據(jù)庫中保存的原始的數(shù)據(jù) 值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。在此，統(tǒng)計(jì)處理是指，為了能夠用于后述的蒙特卡 羅法/模擬，包括求出各參數(shù)的平均值或標(biāo)準(zhǔn)偏差等統(tǒng)計(jì)值，或?qū)Ω鲄?數(shù)的概率分布應(yīng)用正態(tài)分布等適當(dāng)?shù)姆植己瘮?shù)而求出規(guī)定該分布函數(shù)
的參數(shù)等處理。統(tǒng)計(jì)處理的結(jié)果保存在數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)需要顯示在監(jiān) 視器上。
準(zhǔn)備統(tǒng)計(jì)工序在該工序中，對(duì)用于預(yù)測(cè)對(duì)象部件的疲勞特性的參數(shù)進(jìn)行處理。 疲勞特性由關(guān)于裂紋產(chǎn)生的特性和關(guān)于裂紋進(jìn)展的特性構(gòu)成。為了預(yù) 測(cè)上述特性，需要求出疲勞裂紋產(chǎn)生壽命及疲勞裂紋進(jìn)展壽命，對(duì)于 前者，應(yīng)用應(yīng)力范圍或形變范圍與疲勞裂紋產(chǎn)生壽命的關(guān)系式，對(duì)于 后者，應(yīng)用應(yīng)力擴(kuò)大系數(shù)范圍(或反復(fù)J積分范圍)與裂紋進(jìn)展速度的 關(guān)系式?；趯?shí)際的部件或從與實(shí)際的部件具有同等的金屬組織的材 料上抽取的小型試驗(yàn)體的疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)來決定上述的式子。
作為形變范圍與疲勞裂紋產(chǎn)生壽命的關(guān)系式的例子，公知的有
Manson-Coffin公式，如以下的(1)式所示。 △sp X NfAa=Ci (1 )
在上述(1)式中，Asp是塑形形變范圍，Nf是小型試驗(yàn)體的斷裂 壽命。在此，(x及Ci是依賴于溫度的材料常數(shù)，是用于預(yù)測(cè)疲勞裂紋 產(chǎn)生壽命的參數(shù)。也可以將a及Ci作為溫度的函數(shù)而公式化，將該式 的常數(shù)作為用于預(yù)測(cè)疲勞裂紋產(chǎn)生壽命的參數(shù)。另外，小型試驗(yàn)體的 破損壽命Nf—般可以看作相當(dāng)于實(shí)際部件的裂紋產(chǎn)生壽命(例如參照 日本材料學(xué)會(huì)"高溫強(qiáng)度的基礎(chǔ)"p.61， 1999年10月20日發(fā)行)。 并且，公知的還有代替形變而使用應(yīng)力的關(guān)系式。
作為應(yīng)力擴(kuò)大系數(shù)和裂紋進(jìn)展速度的關(guān)系式的例子，公知有以下 的作為帕里斯公式的(2)式。
da/dN=CpXAKAm (2)
在上述(2)式中，da/dN是裂紋進(jìn)展速度，AK是應(yīng)力放大系數(shù) 范圍。在此，Cp及m是材料常數(shù)，不僅依賴于溫度，還依賴于應(yīng)力(或 形變)波形。關(guān)于上述疲勞特性的特定的溫度的材料參數(shù)、將cu Ci、 Cp、 m
或上述參數(shù)作為溫度的函數(shù)來表示的情況下的材料常數(shù)與上述數(shù)據(jù)準(zhǔn)
備工序(步驟SC1)中用于預(yù)測(cè)溫度及應(yīng)力的參數(shù)同樣地，存儲(chǔ)在裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)裝置內(nèi)置的硬盤3或與該裝置連接的數(shù)據(jù)庫(省略圖示)等外部存儲(chǔ)裝置中。CPU1利用上述參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，求出能夠表現(xiàn)概率分布函數(shù)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，將其保存到數(shù)據(jù)庫中。另外，裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)裝置構(gòu)成為每次得到運(yùn)轉(zhuǎn)所使用的部件的檢査結(jié)果及調(diào)査結(jié)果時(shí)根據(jù)需要修正上述材料參數(shù)或校正系數(shù)等。
相關(guān)信息生成工序
該工序是獲得假想的檢查方法及檢査者的不同導(dǎo)致的裂紋長(zhǎng)度的測(cè)定值和實(shí)際裂紋長(zhǎng)度之間的關(guān)系以及實(shí)際裂紋長(zhǎng)度和缺陷檢測(cè)概率之間的關(guān)系中的至少一個(gè)的工序。在該工序中，對(duì)于用于獲得檢查方法及檢查者的不同導(dǎo)致的裂紋長(zhǎng)度的測(cè)定值與實(shí)際裂紋長(zhǎng)度的相關(guān)關(guān)系的順序，由于其與上述第一實(shí)施方式的步驟SA1 (參照?qǐng)D2)相同，因此省略對(duì)其的說明，以下對(duì)缺陷檢測(cè)概率和實(shí)際裂紋長(zhǎng)度之間的關(guān)系進(jìn)行說明。
圖8表示實(shí)際裂紋長(zhǎng)度與缺陷檢測(cè)概率之間的關(guān)系。在此，所謂缺陷檢測(cè)率，表示對(duì)應(yīng)于某實(shí)際的缺陷長(zhǎng)度其裂紋被各檢查者檢測(cè)出的概率。如圖8所示，可以看出，作為整體的傾向，缺陷的大小越小，被看漏的概率(頻度)越高，以及檢查者的不同導(dǎo)致缺陷檢測(cè)概率不同。例如可以認(rèn)為，如果是經(jīng)驗(yàn)較長(zhǎng)的熟練者，如圖中的實(shí)線a所示，缺陷檢測(cè)概率高，并且，裂紋長(zhǎng)度的測(cè)定值的偏差也少。另一方面，如果是經(jīng)驗(yàn)較短的新手，如圖中的實(shí)線c所示，缺陷檢測(cè)概率低，并且裂紋長(zhǎng)度的測(cè)定值的偏差也大。另外，b是通過與a及c不同的檢查方法由與a相同的熟練者得到的結(jié)果?？梢钥闯?，即使是相同的檢查者，缺陷檢測(cè)概率也大不相同。
這樣，由測(cè)定能力不同的多個(gè)檢査者進(jìn)行試驗(yàn)體的測(cè)定，取得上述測(cè)定值作為數(shù)據(jù)，從而能夠提高在后期進(jìn)行的概率分布等的統(tǒng)計(jì)處理的可靠性。另外，在測(cè)定的裂紋長(zhǎng)度為0的情況下，并不能說裂紋存在的可能性一定為0。在這種情況下，也可以基于實(shí)際裂紋長(zhǎng)度和裂紋檢測(cè)概率的關(guān)系，假定在概率論上存在具有某裂紋長(zhǎng)度的裂紋。
數(shù)據(jù)組合工序
在該工序中，生成用于基于上述各工序(圖7的步驟SC1 SC3)
中求出的各參數(shù)的統(tǒng)計(jì)處理結(jié)果，應(yīng)用蒙特卡羅法求得裂紋進(jìn)展曲線的數(shù)據(jù)。所謂蒙特卡羅法是指，利用隨機(jī)數(shù)等偶發(fā)性的概率變量(隨機(jī)變量)探索地解決問題的數(shù)值計(jì)算法，也有像本發(fā)明這樣將包含偏差的統(tǒng)計(jì)性的數(shù)據(jù)作為預(yù)測(cè)手段而使用的方法(例如參照日本特開
2005-26250號(hào)公報(bào)等)。
首先，生成足夠用于進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理的N組數(shù)據(jù)組合。圖9表示生成了N組的組合的例子。但是，圖9所示的表中的數(shù)值是將各參數(shù)的平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差基于其參數(shù)的概率分布進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)值，在計(jì)算時(shí)，需要輸入平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行換算。即，在實(shí)際的值為X，各參數(shù)的平均值為m，標(biāo)準(zhǔn)偏差為cj時(shí)，表中的參數(shù)的數(shù)值作為(X-m)M而求出。
在作為參數(shù)的高溫氣壓、熱傳導(dǎo)率等中，基于在上述數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工序(圖6的步驟SC1)及準(zhǔn)備統(tǒng)計(jì)工序(圖6的步驟SC2)中生成的各參數(shù)的概率分布而將數(shù)值隨機(jī)分配，從N組組合的全體來看，其概率分布與在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工序及準(zhǔn)備統(tǒng)計(jì)工序中生成的各參數(shù)的概率分布(在此以正態(tài)分布為例)大致一致。
在此，所謂"大致"是由于實(shí)際可取得的值是離散化的數(shù)值，因此不會(huì)嚴(yán)格地一致。其結(jié)果是，在對(duì)疲勞特性影響小的參數(shù)中，考慮到計(jì)算所需要的時(shí)間，也可以減少可取得的數(shù)值。并且，以存在于同一組合中的兩個(gè)參數(shù)不相關(guān)的參數(shù)，例如高溫氣壓、彈性系數(shù)、壁厚相互獨(dú)立地變化。
另外，材料特性值依賴于溫度，在各組合中，由于環(huán)境因素的偏差，對(duì)象部位的溫度不同，因此從可靠性的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選材料特性參數(shù)作為以溫度為變量的函數(shù)來表示。但是，在溫度的依賴度較小的參數(shù)的情況下或者其結(jié)果是對(duì)象部位的溫度的偏差小的情況下，出于縮短計(jì)算時(shí)間的目的，也可以將其作為不依賴于溫度的參數(shù)。示例的圖9是在對(duì)象部位的溫度的偏差小這一前提下計(jì)算出的值。生成出的N
組的數(shù)據(jù)的組合暫時(shí)存儲(chǔ)在硬盤3或外部存儲(chǔ)裝置中。
第一裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序
在該工序中，輸入在數(shù)據(jù)組合工序中生成出的N組數(shù)據(jù)的組合，求出N個(gè)裂紋進(jìn)展曲線。具體來說，輸入或讀取第一組的組合中的材料特性因素、邊界條件因素及形狀因素的數(shù)據(jù)，進(jìn)行熱/應(yīng)力分析，求出部件的對(duì)象部位的溫度分布及應(yīng)力分布。利用得到的溫度分布和應(yīng)力分布，輸入或讀取用于預(yù)測(cè)疲勞特性的參數(shù)，首先通過例如上述的Manson-Coffm式求出足以產(chǎn)生裂紋的起動(dòng)停止次數(shù)。
接著，輸入得到的溫度分布和應(yīng)力分布、以及燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，將在準(zhǔn)備統(tǒng)計(jì)工序中求得的應(yīng)力、溫度及材料常數(shù)等參數(shù)代入上述裂紋進(jìn)展速度的式子，通過該裂紋進(jìn)展速度式，例如通過差分法求出裂紋產(chǎn)生后的起動(dòng)停止次數(shù)和裂紋長(zhǎng)度之間的關(guān)系。
繼續(xù)計(jì)算，在裂紋長(zhǎng)度達(dá)到另行預(yù)先保存在硬盤3等中的邊界裂紋長(zhǎng)度Amax時(shí)，作為已得到了第一組的組合的裂紋進(jìn)展曲線，結(jié)束計(jì)算，將該裂紋進(jìn)展曲線顯示在監(jiān)視器5 (參照?qǐng)Dl)中，并保存到數(shù)據(jù)庫等。接著，利用第二組的組合的數(shù)據(jù)，通過與上述相同的順序得到第二組的組合的裂紋進(jìn)展曲線。這樣反復(fù)計(jì)算，得到N個(gè)裂紋進(jìn)展曲線。得到的曲線顯示在監(jiān)視器5中。圖10是表示監(jiān)視器5中顯示的N個(gè)裂紋進(jìn)展曲線的一例的圖。另外，作為裂紋進(jìn)展曲線的終點(diǎn)的邊界裂紋長(zhǎng)度Amax，是只要在其長(zhǎng)度以下就不會(huì)失去作為部件的功能的邊界的長(zhǎng)度，其基于盡可能不會(huì)有飛散等危險(xiǎn)的設(shè)計(jì)而決定，因此也可以作為沒有偏差的確定值。
但是，在邊界裂紋長(zhǎng)度Amax例如出于由共振導(dǎo)致的低應(yīng)力高循環(huán)疲勞裂紋進(jìn)展開始界限來決定的想法進(jìn)行定義的情況下，也可以將共振的振動(dòng)應(yīng)力及裂紋進(jìn)展下界限應(yīng)力放大系數(shù)(AKth)作為概率變量的參數(shù)，基于上述數(shù)據(jù)，求出破損界限裂紋長(zhǎng)度作為參數(shù)。
裂紋長(zhǎng)度分布生成工序
在該工序中，利用在第一裂紋進(jìn)展曲線計(jì)算工序中求出的N個(gè)裂紋進(jìn)展曲線迸行統(tǒng)計(jì)處理，求出疲勞裂紋長(zhǎng)度的概率分布。在這里所說的概率分布是指，足以使裂紋達(dá)到預(yù)定的長(zhǎng)度的起動(dòng)停止次數(shù)的概率分布或者在特定的起動(dòng)停止次數(shù)的裂紋長(zhǎng)度的概率分布，特定的裂紋長(zhǎng)度及特定的起動(dòng)停止次數(shù)根據(jù)用途來確定即可。在此，從本實(shí)施方式的目的出發(fā)，將相當(dāng)于定期檢查時(shí)的起動(dòng)停止次數(shù)時(shí)的長(zhǎng)度作為對(duì)象。
測(cè)定預(yù)測(cè)值計(jì)算工序
在該工序中，利用在上述相關(guān)信息生成工序(圖7的步驟SC3)中生成的相關(guān)關(guān)系，對(duì)相當(dāng)于最初的定期檢査時(shí)的起動(dòng)停止次數(shù)時(shí)(圖ll中的Tl)的裂紋長(zhǎng)度進(jìn)行校正，從而計(jì)算出測(cè)定預(yù)測(cè)值。例如，在上述第一裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序中求出的各裂紋進(jìn)展曲線被看作實(shí)際裂紋長(zhǎng)度。即，其是不包含檢查者或檢查方法等造成的測(cè)定誤差的值，高溫部件是否破損由實(shí)際裂紋長(zhǎng)度決定。
另一方面，考慮到實(shí)際的檢查，如上所述，根據(jù)檢査者或檢査方法的不同，測(cè)定值中包含誤差。在實(shí)際的檢查中，根據(jù)檢查者得到的測(cè)定值決定是否應(yīng)當(dāng)修補(bǔ)該高溫部件。對(duì)于包含該誤差的測(cè)定值，在模擬高溫部件的時(shí)間序列的狀態(tài)變化方面也是重要的參數(shù)。
在此，對(duì)于不包含誤差的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度(N個(gè))，在上述第一裂
紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序(圖7的步驟SC5)中已經(jīng)求出，因此在本工序 中，對(duì)于該實(shí)際裂紋長(zhǎng)度(N個(gè))，通過使其包含基于上述相關(guān)圖的 誤差，來預(yù)測(cè)檢查時(shí)的測(cè)定值。在此，將圖ll所示的N個(gè)中的一個(gè)實(shí) 際裂紋長(zhǎng)度P1作為代表例，在下文中對(duì)本工序進(jìn)行說明。
如圖12所示，利用相關(guān)圖(參照?qǐng)D4)校正在第一裂紋進(jìn)展曲線 推測(cè)工序中得到的裂紋進(jìn)展曲線中第一次檢查時(shí)(Tl)的實(shí)際裂紋長(zhǎng) 度P1，從而計(jì)算測(cè)定預(yù)測(cè)值P2。這是例如由相關(guān)圖求出概率分布，基 于該概率分布，通過校正實(shí)際裂紋長(zhǎng)度而進(jìn)行。這是在模擬對(duì)于實(shí)際 裂紋長(zhǎng)度為Pl的裂紋而檢査者得到P2作為測(cè)定值的情況。另外，在 此測(cè)定值為P2這一確定值，但也可以對(duì)應(yīng)于相關(guān)圖的偏差(對(duì)于同一 實(shí)際裂紋長(zhǎng)度的測(cè)定值的偏差)而用概率分布來表示。
實(shí)際裂紋長(zhǎng)度變更工序
該工序判斷在測(cè)定預(yù)測(cè)值計(jì)算工序中計(jì)算出的測(cè)定預(yù)測(cè)值是否在 預(yù)先設(shè)定的修補(bǔ)基準(zhǔn)以內(nèi)，根據(jù)該判斷結(jié)果變更實(shí)際裂紋長(zhǎng)度。例如， 這是用于使模擬盡可能地接近實(shí)際的檢查的工序。例如，在實(shí)際的檢 查中，在由檢查者測(cè)定的裂紋長(zhǎng)度比修補(bǔ)基準(zhǔn)(容許裂紋長(zhǎng)度)大的 情況下，實(shí)施通過焊接、研磨等除去該裂紋的修補(bǔ)作業(yè)。通過實(shí)施修 補(bǔ)作業(yè)，將一直以來存在于此處的裂紋縮小或除去。
由此，如圖13所示，在該工序中，在測(cè)定預(yù)測(cè)值P2比修補(bǔ)基準(zhǔn) Acr大的情況下，看作是進(jìn)行修補(bǔ)作業(yè)等，將測(cè)定預(yù)測(cè)值P2變更為0 或者比當(dāng)前的值小的值P3。另外，此時(shí)的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度P1也通過校正 而變小，因此，例如圖14和圖15所示，將實(shí)際裂紋長(zhǎng)度P1變更為與 修補(bǔ)后的值P3相同的值。然而，也可以在知道了修補(bǔ)后變?yōu)榕c外觀不 同的值(實(shí)際上通過切斷等調(diào)査而在目視中未能檢測(cè)出的裂紋局部未被修補(bǔ)而殘留的情況等)的情況下，將關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)復(fù)原，由P1計(jì)算出P3。
并且，在測(cè)定預(yù)測(cè)值P2為修補(bǔ)基準(zhǔn)Acr以下的情況下，不管實(shí)際 裂紋長(zhǎng)度的值如何，不變更測(cè)定預(yù)測(cè)值P2，基于當(dāng)前的值、即實(shí)際裂 紋長(zhǎng)度P1執(zhí)行以后的工序。圖16及圖17表示了代表性的實(shí)例。
另外，在實(shí)際裂紋長(zhǎng)度變更工序中，也可以基于在相關(guān)信息生成 工序中生成的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度和缺陷檢測(cè)率之間的相關(guān)性，決定是否變 更實(shí)際裂紋長(zhǎng)度。例如，可以想到根據(jù)檢查者等的不同，即使是很大 的傷痕也有可能被看漏。例如，在圖8所示的圖表中，在產(chǎn)生了2mm 的裂紋的情況下，如果是檢查者A，則以55%的比例發(fā)現(xiàn)該傷痕，以 45%的比例看漏。這樣，也可以通過概率分布等來判斷是否能根據(jù)檢査 者及實(shí)際裂紋長(zhǎng)度檢測(cè)到該傷痕，或者即使檢測(cè)出來而測(cè)定值中包含 何種程度的誤差，決定測(cè)定預(yù)測(cè)值。
第二裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序
在該工序中，在沒有通過測(cè)定預(yù)測(cè)值變更工序來變更實(shí)際裂紋長(zhǎng) 度的情況下，將當(dāng)前的值P1作為起點(diǎn)，計(jì)算裂紋進(jìn)展曲線(參照?qǐng)D14)。 該計(jì)算方法與上述第一裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序相同。此時(shí)，也可以模
擬焊接修補(bǔ)來變更材質(zhì)。具體來說，也可以變更裂紋進(jìn)展速度的參數(shù) 及疲勞裂紋產(chǎn)生壽命的式子的參數(shù)。在達(dá)到相當(dāng)于下一定期檢査的起 動(dòng)停止次數(shù)為止時(shí)進(jìn)行裂紋進(jìn)展計(jì)算，在達(dá)到檢査時(shí)的時(shí)刻返回上述 測(cè)定預(yù)測(cè)值計(jì)算工序，反復(fù)進(jìn)行其后的處理。并且，也可以取代上述 方式，進(jìn)行上述處理直到裂紋長(zhǎng)度達(dá)到界限裂紋長(zhǎng)度Amax為止。
另外，在實(shí)際裂紋長(zhǎng)度變更工序中，在變更后的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度變 更為0的情況下，作為裂紋未產(chǎn)生。在該情況下，對(duì)沒有裂紋的部位 進(jìn)行直到裂紋產(chǎn)生為止的模擬之后，推測(cè)產(chǎn)生的裂紋的進(jìn)展程度。另 外，在圖10中，為了簡(jiǎn)化而省略了到產(chǎn)生裂紋為止的期間。以實(shí)際裂紋長(zhǎng)度P1為一個(gè)例子說明了上述測(cè)定預(yù)測(cè)值計(jì)算工序、 測(cè)定預(yù)測(cè)值變更工序、第二裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序，但也可以分別針 對(duì)N個(gè)裂紋長(zhǎng)度(參照?qǐng)Dll)進(jìn)行上述工序，由此能夠預(yù)測(cè)考慮到了 各種要因的裂紋進(jìn)展的狀況。
修補(bǔ)基準(zhǔn)變更工序
在該工序中，其目的在于將修補(bǔ)基準(zhǔn)合理化，以使破損及修補(bǔ)造 成的全部的成本(風(fēng)險(xiǎn))最小。全部的成本如圖18所示，在下文詳述。
上述所有工序結(jié)束，求出各組合的裂紋進(jìn)展曲線，由此決定在下 次定期檢査前會(huì)導(dǎo)致破損(裂紋長(zhǎng)度達(dá)到界限裂紋長(zhǎng)度)的裂紋進(jìn)展 曲線，求出這種裂紋進(jìn)展曲線的比率，從而決定到相當(dāng)于下次定期檢 查時(shí)為止的破損的概率(破損率)。求出修補(bǔ)基準(zhǔn)及基于該修補(bǔ)基準(zhǔn) 的破損率，就可以計(jì)算出全部的成本。因此，通過改變修補(bǔ)基準(zhǔn)而求 出此時(shí)的全部的成本，從而能夠決定使全部的成本變?yōu)樽钚〉男扪a(bǔ)基 準(zhǔn)。具體來說，對(duì)在測(cè)定預(yù)測(cè)值計(jì)算工序中參照的修補(bǔ)基準(zhǔn)(容許裂
紋長(zhǎng)度)進(jìn)行再設(shè)定，反復(fù)執(zhí)行根據(jù)圖14至圖17校正裂紋長(zhǎng)度(SC8) 并進(jìn)行第二裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序(SC9)的處理。通過反復(fù)進(jìn)行這種 處理，求出修補(bǔ)基準(zhǔn)和破損率之間的關(guān)系，求出修補(bǔ)基準(zhǔn)和全部的成 本之間的關(guān)系。
在此，對(duì)破損率和成本之間的關(guān)系進(jìn)行說明。為了減少到下次定 期檢査為止期間破損的部件，同時(shí)降低破損的頻度，需要將修補(bǔ)基準(zhǔn) 設(shè)定得較小，但另一方面，修補(bǔ)基準(zhǔn)越小，修補(bǔ)及廢棄所導(dǎo)致的替換 所需要的材料費(fèi)及人力費(fèi)等成本(以下稱為"修補(bǔ)花費(fèi)的成本")增 加。
因此，在本工序中，如圖18所示，求出使全部的成本最小化的最 佳的修補(bǔ)基準(zhǔn)。在此，所謂全部的成本是上述修補(bǔ)花費(fèi)的成本和破損導(dǎo)致的成本的總計(jì)。修補(bǔ)花費(fèi)的成本是指伴隨著修補(bǔ)產(chǎn)生的其他部件 及裝置的故障所導(dǎo)致的修理費(fèi)以及運(yùn)轉(zhuǎn)停止導(dǎo)致的損失，也包括營業(yè) 者在營業(yè)上的損失所產(chǎn)生的成本。另外，由破損產(chǎn)生成本是實(shí)際產(chǎn)生 的損害金額乘以破損的概率而得到的金額，將修補(bǔ)基準(zhǔn)增大，則破損 的概率增大，因此，即使損害金額相同，由破損產(chǎn)生的成本也增大。
全部的成本大致可以認(rèn)為是修補(bǔ)所耗費(fèi)的費(fèi)用與(由于未迸行修 補(bǔ))破損等問題的產(chǎn)生所花費(fèi)的費(fèi)用乘以其發(fā)生概率所得到的費(fèi)用的 和，可以作為修補(bǔ)基準(zhǔn)的函數(shù)而計(jì)算出。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法及程序，通過多 個(gè)檢查者或多種檢査方法測(cè)定試驗(yàn)體上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度，求出該測(cè)定 值與實(shí)際裂紋長(zhǎng)度之間的相關(guān)關(guān)系，利用該相關(guān)關(guān)系，對(duì)通過模擬得 到的檢查時(shí)的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度進(jìn)行校正，從而推測(cè)測(cè)定預(yù)測(cè)值，因此能 夠使測(cè)定預(yù)測(cè)值更接近實(shí)際檢查時(shí)的檢査者的測(cè)定值。并且，根據(jù)該 測(cè)定預(yù)測(cè)值是否在修補(bǔ)基準(zhǔn)以內(nèi)來變更該檢查時(shí)的測(cè)定預(yù)測(cè)值，因此 能夠按照實(shí)際的運(yùn)用進(jìn)行模擬。
這樣，考慮到了檢查者的不同導(dǎo)致的測(cè)定誤差或檢査方法的不同 導(dǎo)致的測(cè)定誤差而推測(cè)測(cè)定預(yù)測(cè)值，因此能夠提高模擬精度。另外， 利用高精度地模擬的結(jié)果來計(jì)算修補(bǔ)成本等，從而能夠高精度地確定 可以將成本抑制到最小限度的修補(bǔ)基準(zhǔn)。
以上參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)敘述，但具體的構(gòu) 成并不限于該實(shí)施方式，也包含在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍中的設(shè) 計(jì)變更等。
例如，上述各種工序也可以如圖1所示，利用大型計(jì)算機(jī)的終端 或個(gè)人計(jì)算機(jī)等計(jì)算機(jī)，通過手工作業(yè)來執(zhí)行，但也可以預(yù)先輸入不 得不依賴于人的判斷的各種成本或成本計(jì)算式等，從而通過批處理等自動(dòng)地最終獲得修補(bǔ)基準(zhǔn)。
另外，如果能夠?qū)⑸鲜隽鸭y進(jìn)展預(yù)測(cè)裝置與公司內(nèi)LAN或因特網(wǎng) 線路連接，從各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫或其他裝置的數(shù)據(jù)庫中得到數(shù)據(jù)，則效 率更高。
另外，在實(shí)施方式中將在高溫環(huán)境下使用的燃?xì)廨啓C(jī)部件等高溫 設(shè)備作為對(duì)象進(jìn)行了說明，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于與通常的室溫或低 溫環(huán)境下使用的結(jié)構(gòu)體或部件相關(guān)的裂紋進(jìn)展變化及對(duì)其檢査員得到 的結(jié)果的處理，這一點(diǎn)是不言自明的。
權(quán)利要求
1.一種裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法，包括相關(guān)信息生成工序，通過多個(gè)檢查者或/和多種檢查方法來測(cè)定在試驗(yàn)體上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度，求出由該測(cè)定得到的數(shù)據(jù)與實(shí)際的裂紋狀態(tài)之間的相關(guān)信息；裂紋長(zhǎng)度推測(cè)工序，基于被檢查體在檢查時(shí)由檢查者測(cè)定的裂紋長(zhǎng)度和上述相關(guān)信息，推測(cè)在上述被檢查體上產(chǎn)生的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度；以及裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序，推測(cè)以在裂紋長(zhǎng)度推測(cè)工序中推測(cè)出的裂紋長(zhǎng)度為起點(diǎn)的上述被檢查體的裂紋進(jìn)展曲線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法，上述裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序?qū)Q定裂紋產(chǎn)生壽命及裂紋進(jìn)展速度 的參數(shù)的一部分或者全部作為概率變量，應(yīng)用蒙特卡羅法概率地預(yù)測(cè) 上述裂紋進(jìn)展曲線，其中，所述裂紋產(chǎn)生壽命及裂紋進(jìn)展速度用于求 出上述檢査時(shí)以后的起動(dòng)停止次數(shù)和裂紋長(zhǎng)度之間的關(guān)系。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法， 在上述相關(guān)信息生成工序中，按照每種上述檢査方法或/和按照每個(gè)上述檢査者的測(cè)定能力生成上述相關(guān)信息，在上述裂紋長(zhǎng)度推測(cè)工序中，利用與檢査時(shí)應(yīng)用的上述檢查方法 或/和檢査時(shí)進(jìn)行測(cè)定的檢查者的測(cè)定能力對(duì)應(yīng)的上述相關(guān)信息，推測(cè) 上述實(shí)際裂紋長(zhǎng)度。
4. 一種裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法，從使用開始時(shí)開始模擬被檢查體的狀 態(tài)，從而預(yù)測(cè)在上述被檢查體上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度的時(shí)間序列變化，包 括第一裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序，推測(cè)從上述被檢查體使用開始時(shí)開 始的裂紋進(jìn)展曲線；相關(guān)信息生成工序，通過多個(gè)檢査者或多種檢查方法測(cè)定在試驗(yàn) 體上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度，求出由該測(cè)定得到的數(shù)據(jù)與實(shí)際的裂紋狀態(tài)之 間的相關(guān)信息；測(cè)定預(yù)測(cè)值計(jì)算工序，利用上述相關(guān)信息對(duì)在上述第一裂紋進(jìn)展 曲線推測(cè)工序中預(yù)測(cè)出的檢查時(shí)的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度進(jìn)行校正，由此計(jì)算出測(cè)定預(yù)測(cè)值；以及實(shí)際裂紋長(zhǎng)度變更工序，判斷上述測(cè)定預(yù)測(cè)值是否在預(yù)先設(shè)定的 修補(bǔ)基準(zhǔn)以內(nèi)，根據(jù)判斷結(jié)果變更檢査時(shí)的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法， 上述實(shí)際裂紋長(zhǎng)度變更工序在上述檢査時(shí)的測(cè)定預(yù)測(cè)值超過上述修補(bǔ)基準(zhǔn)的情況下，視為該裂紋會(huì)被修補(bǔ)，將上述實(shí)際裂紋長(zhǎng)度變更 為零或較小的值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法， 包括第二裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序，在上述測(cè)定預(yù)測(cè)值在上述修補(bǔ)基準(zhǔn)以內(nèi)的情況下，推測(cè)以上述實(shí)際裂紋長(zhǎng)度為起點(diǎn)的裂紋進(jìn)展曲線。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法， 上述第一裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序及上述第二裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序中的至少一個(gè)將決定裂紋產(chǎn)生壽命及裂紋進(jìn)展速度的參數(shù)的一部分 或者全部作為概率變量，應(yīng)用蒙特卡羅法概率地預(yù)測(cè)上述裂紋進(jìn)展曲 線，其中，所述裂紋產(chǎn)生壽命及裂紋進(jìn)展速度用于求出起動(dòng)停止次數(shù)和裂紋長(zhǎng)度之間的關(guān)系。
8. —種裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)程序，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下步驟 求出通過多個(gè)檢査者或/和多種檢查方法測(cè)定的在試驗(yàn)體上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度數(shù)據(jù)與實(shí)際裂紋長(zhǎng)度之間的相關(guān)信息的步驟；基于在被檢查體的檢查時(shí)由檢査者測(cè)定的裂紋長(zhǎng)度和上述相關(guān)信 息，推測(cè)在上述被檢査體上產(chǎn)生的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度的步驟；以及推測(cè)以推測(cè)出的上述裂紋長(zhǎng)度為起點(diǎn)的上述被檢査體的裂紋進(jìn)展 曲線的步驟。
9. 一種裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)程序，用于從使用開始時(shí)開始模擬被檢查體 的狀態(tài)，從而預(yù)測(cè)在上述被檢査體上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度的時(shí)間序列變化， 其使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下步驟推測(cè)從上述被檢查體使用開始時(shí)開始的裂紋進(jìn)展曲線的步驟；求出通過多個(gè)檢查者或多種檢查方法測(cè)定的在試驗(yàn)體上產(chǎn)生的裂 紋長(zhǎng)度數(shù)據(jù)與實(shí)際裂紋長(zhǎng)度之間的相關(guān)信息的步驟；利用上述相關(guān)信息對(duì)在推測(cè)上述裂紋進(jìn)展曲線的步驟中預(yù)測(cè)出的 在檢查時(shí)的上述被檢查體上產(chǎn)生的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度進(jìn)行校正，由此計(jì)算 出測(cè)定預(yù)測(cè)值的步驟；以及判斷上述測(cè)定預(yù)測(cè)值是否在預(yù)先設(shè)定的修補(bǔ)基準(zhǔn)以內(nèi)，根據(jù)判斷 結(jié)果變更檢査時(shí)的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度的步驟。
全文摘要
本發(fā)明考慮到檢查者或檢查方法導(dǎo)致的誤差的偏差從而提高裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)精度。提供一種裂紋進(jìn)展預(yù)測(cè)方法，包括相關(guān)信息生成工序，通過多個(gè)檢查者或/和多種檢查方法來測(cè)定在試驗(yàn)體上產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度，求出由該測(cè)定得到的數(shù)據(jù)與實(shí)際的裂紋狀態(tài)之間的相關(guān)信息；裂紋長(zhǎng)度推測(cè)工序，基于被檢查體在檢查時(shí)由檢查者測(cè)定的裂紋長(zhǎng)度和上述相關(guān)信息，推測(cè)在上述被檢查體上產(chǎn)生的實(shí)際裂紋長(zhǎng)度；以及裂紋進(jìn)展曲線推測(cè)工序，推測(cè)以在上述裂紋長(zhǎng)度推測(cè)工序中推測(cè)出的裂紋長(zhǎng)度為起點(diǎn)的上述被檢查體的裂紋進(jìn)展曲線。
文檔編號(hào)G01M99/00GK101652649SQ20088001119
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2008年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者佐藤洋一, 唐戶孝典, 堀慎一郎, 栗田真人, 森村弘一, 熊野信太郎 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社