Прочность поврежденных трубопроводов АЭС

• Автор: Олферьева, Маргарита Александровна
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 207 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ КРИТЕРИИ И МЕТОДЫ РАСЧЕТОВ НА ПРОЧНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ С ТРЕЩИНАМИ

ЕЕ Существующие критерии прочности как основа принятия

решений о прочности и их анализ.

Е Е Е Классические критерии прочности.

1.1.2. Критерии на основе механики разрушения.

1.1.3. Расчет по состоянию предельного равновесия.

1.1.4. Основные нормативные документы межнационального уровня,

их сильные и слабые стороны

1.Е5. Деформационные критерии прочности.

1.2. Новое время и новые требования к методам прочностных расчетов
1.3. Задачи работы
1.4. Краткое содержание и выводы
ГЛАВА 2. МЕТОД РЕАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МеРеЭл
2.1. Основные положения МеРеЭл
2.2. Задачи, решаемые с помощью систем стержневых элементов
2.3. Критический анализ МеРеЭл
2.4. Место МеРеЭл в системе методов и критериев определения прочности тел с трещиной
2.5. Краткое содержание и выводы
ГЛАВА 3. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ И АЛГОРИТМЫ МЕТОДА РЕАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЗАДАЧАХ О ТРУБОПРОВОДЕ С ТРЕЩИНОЙ.
3.1. Трубопровод с окружной трещиной
3.2. Трубопровод с осевой трещиной
3.3. Гиб трубопровода.
3.4 Краткое содержание и выводы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕРЕЭЛ
4.1. Банк экспериментальных диаграмм
4.1.1. Экспериментальные диаграммы растяжениясжатия
4.1.2. Экспериментальные диаграммы разрушения.
4.2. Формирование банка диаграмм на основе имеющегося эмпирического знания и известных механических свойств материала
4.3. Новые требования к испытаниям материалов на прочность и трещи постой кость. Повышение роли диаграмм деформирования
и разрушения как основных критериальных кривых
4.4. Модификация диаграмм деформирования при воздействии дополнительных силовых факторов
4.5. Краткое содержание и выводы
ГЛАВА 5. РАСЧЕТЫ ТРУБОПРОВОДОВ С ТРЕЩИНАМИ
ПРИ СТАТИЧЕСКОМ И ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
5.1. Трубопровод с осевой трещиной под действием внутреннего давления.
5.2. Трубопровод с окружной трещиной при температурносиловом
и деформационном нагружении.
5.2.1. Алгоритм учета фоновых факторов
5.2.2. Предельные кривые
5.2.3. Расчет диаграмм деформирования и разрушения трубопровода
5.2.4. Вычисление фактического запасов прочности трубопровода
с трещиной
5.2.5. Особенности расчета при наличии сварных соединений.
5.3. Расчеты трубопровода при сложном нагружении
5.4. Расчеты кинетики роста усталостных трещин.
5.5. Учет влияния радиационного охрупчивания материала и повышения критической температуры хрупкости.
5.6. Краткое содержание и выводы.
ГЛАВА 6. СИСТЕМА ПРОЧНОСТНОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ
НА ОСНОВЕ МЕРЕЭЛ
6.1. Цели и задачи.
6.2. Шкала опасности трещины в трубопроводе
6.3. Структура экспертной системы
6.4. Краткое содержание и выводы.
ГЛАВА 7. ВЕРИФИКАЦИЯ МЕТОДА РЕАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
7.1. Сопоставление с известными решениями теории упругости
и теории пластичности.
7.1.1. Упругопластический изгиб консольной балки.
7.1.2. Изгиб кривого бруса.
7.1.3. Упругопластическое кручение.
7.1.4. Толстостенная труба под действием внешнего и внутреннего давления.
7.1.5. Температурная задача для толстостенной трубы
7.2. Сопоставление расчетов с результатами натурных испытаний
7.2.1. Трубы с окружными надрезами.
7.2.2. Гибы трубопроводов
7.3. Краткое содержав ие и вы воды.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В соответствии с данным подходом на серии однотипных образцов с различными длинами трещин экспериментально определяется диаграмма трещиностойкости рис. З . При этом геометрия и способ нагружения образцов определяются условиями работы материала в конструкции. К 1С. Подход, основанный на пределе трещиносгойкости, позволяет преодолеть затруднения, возникающие при расчете трещин малой глубины в массивных конструкциях и трещин в деталях малого размера с использованием силового критерия механики разрушения. Вместе с тем в левой части критерия 3 также используется критериальный параметр, характеризующий НДС в опасной точке. Рис. Для расчетов поврежденных конструкций, находящихся в упругопластическом состоянии или изготовленных из материала с высоким сопротивлением росту трещины, применяют критерии упругопластической механики разрушения по раскрытию в вершине трещины и по . Под раскрытием в вершине трещины 3 понимают взаимное смещение берегов трещины на уровне ее фронта по нормали к плоскости трещины. Уэллсом было выдвинуто предположение, что дальнейший рост трещины возможен при условии достижения величиной 3 своего критического значения Зс, которое является константой материала. При чисто упругом деформировании Уинтеграл имеет смысл скорости высвобождения энергии, а при пластическом деформировании, но аналогии с А, фигурирует в качестве коэффициента в асимптотических выражениях для напряжений и деформаций вблизи вершины трещины, полученных Хатчинсоном, Райсом и Розенгреном ,. В силу инвариантности по отношению к контуру интегрирования . Заметим, что данный критерий используют даже в тех случаях, когда перечисленные выше условия не выполняются. IV работа напряжений IV с у . Данный интеграл не зависит от
. Значение С определяется по кривой 3 подрост трещины А, которую, согласно стандартам 8, , , , рекомендуется получать на компактном изгибном образце. Этим во многом обусловлено то, что в настоящее время 3 интеграл широко используется как в виде характеристики, вычисленной на основе численного анализа НДС, так и в виде инженерных аналитических решений. Отметим, что определение предельного состояния поврежденного элемента конструкции на основе . Последним фактором вызвано стремление экспериментаторов получать значения 3с для ответственных элементов конструкций не на стандартных образцах, а на образцах, максимально воспроизводящих условия работы материала в составе конструкции. В ряде случаев приблизительную оценку разрушающей нагрузки для элемента конструкции можно получить с меньшими трудозатратами и с большей степенью надежности, чем при расчете с привлечением параметров механики разрушения. Как показало сравнение с экспериментальными данными, для поврежденных элементов конструкций из пластичных материалов с упрочнением реалистическая оценка предельной нагрузки может быть получена в соответствии с перечисленными гипотезами при замене предела текучести от на так называемое напряжение пластического течения с , которое отвечает условию стт а в. Отметим, что данным способом рассчитывается предельное состояние местной или общей пластической неустойчивости, что не совпадает с предельным состоянием по моменту старта трещины, определяемым методами механики разрушения. Под местной неустойчивостью понимают местный разрыв стенки оболочки, под общей пластическое течение всего поперечного сечения с последующим разрушением и разделением объекта на части. Эти методики были внедрены в практику расчетов в виде ведомственных, национальных и межнациональных нормативных документов. Это первая по времени создания группа аналитических методов расчета прочности поврежденных конструкций. Идея, лежащая в их основе, была высказана Уэллсом в е годы и впервые реализована Бурдекином и Дозом в Институте Сварки i Ii, I в г. Данный подход основан на наблюдении, что зависимость значения . С, эмпирические постоянные, зависящие от геометрии и способа нагружения, к величина, значение которой в различных методиках выбирается из диапазона 0,. Схема определения прочности на основе трещинодвижущей силы, вычисленной по формуле 8, показана на рис. С 2 б 6 у Сз , у к. Трещи но движущая сила
Длина трещины
Рис.