Расчетное моделирование процессов накопления повреждений корпуса коллектора парогенератора ПГВ-1000 в вероятностной постановке

• Автор: Алексеев, Петр Викторович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор методик моделирования повреждаемости конструкционных материалов

1.1 Основные факторы, влияющие на процесс разрушения коллектора парогенератора ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200 в процессе эксплуатации

1.1.1. Общие сведения о причинах повреждения конструкции

1.1.2. Механизмы зарождения и развития трещин в коллекторах парогенераторов ВВЭР-1000 и ВВЭР-1

1.2. Модели разрушения конструкционных материалов

1.2.1. Общие подходы к моделированию процессов разрушения

1.2.2. Полуэмпирические модели

1.2.3 .Структурные модели

2. Методика расчета вероятности разрушения коллектора парогенератора и описание программного средства МАВР-4.

2.1. Общие положения

2.2.Моделирование исходной дефектности материала с учетом пропуска дефектов при НК
2.3. Моделирование накопления повреждений
2.4. Моделирование докритического роста дефектов
2.5. Вычисление вероятности течи
2.6. Определение функции распределения критических размеров дефектов для разных механизмов разрушения
2.6.1 хрупкое разрушение
2.6.2. Хрупко-вязкое разрушение
2.6.3. Вязкое разрушение (пластический шарнир)
2.7. Расчет поправочного коэффициента для учета влияния перфорации на вязкость разрушения
2.8. Расчет эквивалентного диаметра течи
2.9. Структура программного средства МАВР-4.
шштшж,
3. Анализ влияния неопределенности исходных данных на вероятность возникновения течи корпуса коллектора парогенератора
3.1. Цели исследований
3.2. Описание исходных данных
3.3. Влияние начальной дефектности материала на вероятность возникновения течи
3.4. Влияние параметров докритического подроста трещин на вероятность возникновения течи
3.5. Влияние критических свойств материала на вероятность возникновения течи
3.6. Влияние напряжений на вероятность возникновения течи
3.7. Определение неопределенности исходных данных
4. Верификация программного средства
4.1 .демонстрация правильной работы блоков программы
4.2 сопоставление расчетных и экспериментальных данных о выходе из строя коллекторов ПГ по причине течеобразования
4.3. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных о глушении теплообменных трубок
4.4. Неопределенность исходных данных
5. Применение МАВР-4.1 для практического обоснования надежности
Заключение
Литература

1. ОБЗОР МЕТОДИК МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ
КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1 основные факторы, влияющие на процесс разрушения коллектора
парогенератора ввэр-1000 и ввэр-1200 в процессе эксплуатации
1.1.1. Общие сведения о причинах повреждения КОНСТРУКЦИИ
Если исключить из рассмотрения выходы из строя конструкций вследствие резких нерасчетных перегрузок, природных катаклизмов, неподдающихся контролю, грубых ошибок при проектировании или эксплуатации или неблагоприятного сочетания перечисленных факторов, то остальные случаи выхода конструкций и машин из строя можно отнести преимущественно к одной из двух больших групп: из-за предельных состояний, связанных с чрезмерным износом трущихся деталей и поверхностей, находящихся в контакте с рабочей или окружающей средой, или же из-за предельных состояний, наступивших в результате постепенного накопления в материале рассеянных повреждений приводящих к зарождению и развитию макроскопических трещин. Коллекторы парогенераторов и прочие сосуды давления можно отнести к классу элементов конструкций, работающих при высоких уровнях общей нагруженности, и степень механической изнашиваемости которых сравнительно мала. Поэтому первая группа причин повреждаемости в данной работе рассматриваться не будет, и все причины достижения предельных состояний будут отнесены ко второй группе. Зачастую накопление повреждений происходит еще на стадиях изготовления, монтажа или подготовки к эксплуатации. Кроме того, существуют работы, целью которых являлось изучение основных причин выхода их строя "холодных" коллекторов парогенераторов ПГВ-1000 [1]. Результаты данных исследований также указывают на деградацию прочностных свойств материала перфорированной зоны коллектора как на одну из основных причин возникновения течи теплоносителя и, как следствие, выхода из строя парогенератора. Деградация является следствием
что они равномерно распределены по объему . Их число в этом объеме = пУ
Поле номинальных, т. е. сглаженных относительно местных флуктуации на длинах порядка размера структурного элемента, напряжений и температур пока считаем однородным в объеме . Изменение этих параметров во времени описывается с
помощью процесса ) • Мера повреждения каждого элемента описывается
дифференциальным уравнением:
/(ц. = Т{<р,зг) (1.2.23)
Свойства структурных элементов характеризуются вектором , а распределение его
значений считается заданным. Время до разрушения находится путем решения обратной краевой задачи для уравнения (1.2.23) с граничными условиями:
3)= 0 ;г(г)] = 1 (1.2.24)
Следуя концепции слабейшего звена, считаем, что разрушение образца происходит, когда разрушается слабейший из его N элементов:
= шшьтУ , (к=1,И) (1.2.25)
Поскольку - случайный вектор, тог) _ случайная величина. Таким образом,
имеем типичную задачу о распределении минимальных значений. Чтобы довести решение этой задачи до конца, необходимо принять конкретные формы для правой