Расчет напряженно-деформированного состояния и параметров нелинейной механики разрушения конструкционных элементов активной зоны ЯЭУ

• Автор: Манукян, Кеворк Мигранович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 203 c. : ил

С!'Ю ДЕРЖАНИЕ

1. НАПРЯЖЕННО-ДЕШРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ АКТИВНОЙ

ЗОНЫ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ

1.1. Условия работы элементов активной зоны

1.2. Расчетная модель

1.3. Обзор работ по расчету напряженно-деформированного состояния элементов активной зоны

1.4. Общая постановка задачи и метод исследования

1.5. Приведение распределенной нагрузки к эквивалентным узловым

2. АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗДДАЧ ТЕРМОУПРУГОГШАСТИЧНОСТИ И ПОЛЗУЧЕСТИ С УЧЕТОМ РАСПУХАНИЯ И ПОВРЕЖДЕННОСТИ ПРИ МЕНЯЮЩИХСЯ ВО ВРЕМЕНИ ХАРАКТЕРИСТИКАХ МАТЕРИАЛА

2.1. Введение

2.2. Вычисление приращений напряжений и деформаций

2.2.1. Вычисление приращений напряжений и деформаций
без учета изменения девиатора напряжений
2.2.2. Вычисление приращений напряжений и деформаций
с учетом изменения девиатора напряжений
2.3. Определение приращений деформаций пластичности при решении задач по деформационной теории
2.4. Методика суммирования приращений
2.5. Конечноэлементные уравнения равновесия в перемещениях
2.6. Вычислительный алгоритм
3. РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННО-ДЕ<ЮРМИР0ВАШ0Г0 СОСТОЯНИЯ ПРИ НАЛИЧИИ ПЛАСТИЧНОСТИ И ПОЛЗУЧЕСТИ
3.1. Методические задачи

3.2. Напряженно-деформированное состояние полосы с центральным отверстием в условиях пластичности
и ползучести
3.3. Кинетика напряженно-деформированного состояния
ротора среднего давления турбины К-300-240 JIM3
3.4. Алгоритм моделирования обобщенного плоского деформированного состояния
3.4.1. Методические примеры решения задач в обобщенном плоском деформированном состоянии'
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕМЕНТОВ АКТИВНОЙ ЗОНЫ
4.1. Введение
4.2. Решение конечноэлементных уравнений равновесия
при наличии жестких стержневых элементов
4.3. Контактная задача о вдавливании штампа в полуплоскость
4.4. Расчетная схема трансляционно-симметричных тел
4.5. Влияние стыка между таблетками на напряженно-деформированное состояние оболочки твэла
5. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ АКТИВНОЙ ЗОНЫ ПРИ НАЛИЧИИ ТРЕЩИН
5.1. Введение
5.2. Энергетический контурный С - интеграл
5.3. Зоны ползучести у вершины трещины
5.4. Энергетический Т - интеграл
5.5. Связь между раскрытием трещины в вершине с энергетическим интегралом при ползучести
5.6. Параметры нелинейной механики разрушения для
элементов тепловыделяющих сборок
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Условия работы элементов активной зоны ядерных реакторов достаточно тяжелы. Поэтому к числу основных проблем создания ядерных установок относится проблема обеспечения работоспособности элементов активной зоны. Особенно остро проблема обеспечения работоспособности стоит для реакторов на быстрых нейтронах характеризуемых глубоким выгоранием ядерного топлива.
Наиболее жесткими являются условия работы твэлов реакторов на быстрых нейтронах для которых работоспособность в значительной мере определяется герметичностью оболочки. Потеря герметичности оболочки твэла может происходить за счет развития исходных. или возникающих в процессе эксплуатации острых трещиноподобных дефектов. Для прогнозирования поведения трещины необходимо определение параметров нелинейной механики разрушения. Это возможно только на основе полного решения физически нелинейной задачи об определении напряженно-деформированного состояния с одновременным учетом мгновенной пластичности, радиационной и тепловой ползучести, распухания материалов.
Несмотря на важность проблемы в расчетной практике учет физических нелинейностей и наличия трещин в элементах активной зоны ядерных. реакторов проводился несовместно или по упрощенным методикам.
Целью настоящей работы является разработка и программная реализация эффективного алгоритма решения физически нелинейной задачи об определении напряженно-деформированного состояния /НДС] с учетом мгновенной пластичности, радиационной и тепловой ползучести, распухания и зависимости термомеханических характеристик свойств материалов от температуры и облучения. Определение па-

ций пластичности _/>
Разложив правую часть (2.44) в ряд Тэйлора и удержав члены первого порядку малости, подуем _/>
Введем обозначение$££}*-'§'"& £§>}> тогда для^ <5^получим
ИШ№&*}'%!№-&*) ■ «>
С учетом приращения упругих деформаций уточненные значения полных деформаций примут вид
тфщ*н £-%/ «*
Здесь [с]*аг - матрица податливости. Для приращения интенсивности напряжений имеем "
/лЁ/ {* 5У" ■ <*.к
С учетом (2.46) и обобщенного закона Гука
[з](и £}■- У*£У).
формула (2.48) примет вид
^к}М4-1 ж-к
Подставив в (2.50) соотношения (2.19) и (2.33) получим
‘*"к 17ЩГ №&/“/}■
В (2.51) введено обозначение //-А 5“ Из (2.51) и (2.47)
можно получить систему уравнений

Гс]{ле}+{/г} сг.53)