Характерные особенности расчетного обоснования прочности элементов конструкций ядерных реакторов на стадии эксплуатации и при создании новых установок

• Автор: Сергеева, Людмила Васильевна
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 293 с. : ил.

1Л. Основополагающие уравнения при расчетах на прочность

реакторных материалов

1.2. Определяющие уравнения для трехмерного расчета терморадиационных вязкоупругопластических напряжений и деформации в анизотропных телах с использованием математической модели материала с одновременно смещающимися и расширяющимися поверхностями

текучести и потенциала ползучести

1.3. Использование метода самокорректирующихся начальных значений первого порядка для решения нелинейных краевых

задач пластичности и ползучести

1.4. Основные критерии оценки опасности напряженно

деформированного состояния.

1.4.1. Определение Динтеграла с помощью метода

эквивалентного объемного интегрирования

1.5. Выводы по главе.

Глава 2. РАСЧЕТЫ НА ПРОЧНОСТЬ ОБОЛОЧЕЧНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ СЛОЖНОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ
ГЕОМЕТРИИ С УЧЕТОМ НЕСОВЕРШЕНСТВ ФОРМЫ И ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ. ЭРОЗИОННОКОРРОЗИОННЫЕ УТОНЕНИЯ.
2.1. Трехмерная методика и программа расчета напряженнодеформированного состояния оболочечных конструкций сложной пространственной геометрии в условиях пластической деформации
2.2. Верификация программы и обеспечение точности проводимых расчетов
2.3. Эрозионнокоррозионные утонения
2.4. Исследование скорости коррозионного рас трескивания в
околошовных зонах опускных трубопроводовРБМК.
Глава 3. РАСЧТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ
ЭЛЕМЕНТОВ ГРАФИТОВОЙ КЛАДКИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
РЕАКТОРОВ.
3.1. Методика расчтного исследования напряженнодеформированного состояния элементов графитовой кладки ядерных реакторов с учетом анизотропии
графита.
3.2. Исследование совместного деформирования
канальной трубы и графитового блока.
3.3. Расчетное исследование силового воздействия графитовой кладки на трубы ТК, имеющие риски и
царапины, с учетом изменения условий теплоотвода
3.4. Метод расчета температурного поля.
3.5. Исследование растрескивания графитовых втулок
сложного профиля расчетным путем.
3.6. Выводы по главе
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХАРАКТЕРНЫХ НЕСОВЕРШЕНСТВ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ
ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ НА ИХ ПРОЧНОСТЬ.
РАСЧТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ И РОСТА
ТРЕЩИН.
4.1. Исследование влияния анизотропии на процесс
деформирования оболочки твэла
4.2. Моделирование процессов возникновения и роста
трещин в оболочечных конструкциях
4.3. Нодульная коррозия
4.4. Водородное охрупчивание.
4.5. Совершенствование критериев роста поверхностных трещин
в оболочках твэлов в рамках нелинейной механики разрушения.
4.6. Исследование возможного растрескивания корпуса реактора
в рамках комплексного вероятностного анализа безопасности .
4.6.1 Использование модифицированного метода начальных напряжений для проведения расчетов за пределами упругости
4.7. Расчтные исследования влияния глубины первоначальных поверхностных дефектов царапин на работоспособность труб ТК с учетом анизотропии свойств циркония. Рекомендации по допустимым
размерам дефектов
4.8. Расчтное исследование раскрытия трещины в стенке главного циркуляционного трубопровода.
4.9. Методика и результаты расчета кинетики изменения напряженнодеформированного состояния и раскрытия трещин в элементах металлоконструкций для прогнозирования остаточного ресурса промышленных уранграфитовых реакторов.
4 Исследование влияния поверхностных дефектов
на напряженное состояние и возможность растрескивания
оболочек твэлов ВВЭР и РБМК.
. Результаты расчтного определения влияния поверхностных дефектов на напряженное состояние
оболочек ВВЭР.
Глава 5. МЕТОДИКА И ПРОГРАММА РАСЧТА
НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ
ГРАФИТОВЫХ БЛОКОВ УСТАНОВКИ ВГ0.
5.1. Перспективы и актуальность развития водородной энергетики.
5.1.1. Методика расчета напряженнодеформированного состояния графитовых блоков установки ВГ0 вплоть до стадии их возможного растрескивания.
Сравнительный анализ прочности блоков трех типов.
5.2. Особенности методики расчта напряженнодеформированного состояния графитовых блоков
установки ВГ0 в условиях циклического нагружения.
5.3. Расчт полей напряжений в блоках графитовых отражателей ВТГР с учетом изменения теплофизических и прочностных
характеристи к
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ
Список литературы


Если нагружать трубку помимо внутреннего давления ещ и некоторым внешним давлением, можно проследить поведение материала при трехосном напряженном состоянии. В это уравнение входят напряжения, пределы текучести материала и т. В геометрической интерпретации условие начала пластичности представляет собой эллипсоид, по отношению к которому тензор напряжений изображается вектором. Хилла. В рамках указанной модели поверхности текучести и потенциала ползучести в пространстве напряжений представляют собой эллипсоиды с центром в начале координат, которые расширяются подобно самим себе в процессе деформирования. Это условие базируется на модели, предложенной Мизесом 2. Ауы компоненты тензора анизотропии. Здесь и далее принята индексная форма записи, в соответствии с которой повторяющийся в одночлене индекс означает суммирование одночленов подобного типа с изменением повторяющеюся индекса от единицы до трех. Тензор анизотропии симметричен относительно пар индексов у, к1, а также отдельных индексов И у АусГ А, Аунт Ащ. Поэтому число различных коэффициентов для учета анизотропии составляет . У ортотропного тела имеются три взаимно перпендикулярных плоскости симметрии по отношению к механическим свойствам. Если оси х, у, ъ для такого тела совместить с осями симметрии, то из соображений симметрии следует отбросить все слагаемые, содержащие касательные напряжения в первой степени и произведения различных касательных напряжений, так как они могут изменять свой знак при изменении направления. Тогда для ортотропного материала получается
а Л I х
2 АП2гхсгу 2 т уст 2 Аззп о . В этом случае число произвольных постоянных уменьшается с до 9. Эти связи можно получить из предыдущего условия. Я0сгх сзгу2 0т,сг,2б0ггах2 2т2ху 2Д0т 1, 1. Экспериментальная проверка подтвердила теорию для многих материалов и случаев деформирования. Однако для многих практических задач такая модель деформирования является грубой. В частности, на основании результатов экспериментов стало очевидным, что использование теории Хилла для расчета напряженнодеформированного состояния оболочек твэлов, нагружаемых по сложным траекгориям деформирования, может привести к погрешностям. При простом нагружении оболочек, что характерно для. Хилла дает хорошие результаты. В режиме термоциклирования траектория деформирования представляет ломаную линию. Для описания поведения элеменгов активной зоны, в частности оболочек твэлов, в этом случае необходимо было разработать модель, отказавшись от упрощающего положения об изотропном расширении поверхности текучести. С этой целью можно использовать модель, в которой эллипсоидная поверхность текучести изотропно расширяется и смещается в пространстве напряжений. Для совершенствования математической модели анизотропного материала было учтено смешение поверхности текучести и потенциала ползучести наряду с их расширением. Система уравнений при расчетах напряженнодеформированного состояния как обычно включает уравнения равновесия, уравнения совместности деформаций и физические соотношения, с помощью которых задаются свойства материалов 6. Анизотропией свойств обладают многие реакторные материалы. К ним можно отнести такие широко распространенные материалы как сплавы циркония и графит, без которых не мыслимо создание ядерных реакторов. Физические соотношения в данном случае требуют более подробного рассмотрения. К частные производные функции текучести сгл,Л температура д доза накопления радиационных повреждений. Введем обозначения I 7 Р Р,У Р РА Р . Ъ фУ2К,ф дА, г,Фе,,. АЩрв 5Т ст
дай 2 Ы. Введем обозначения Р1 вв, Ср Ла. Я2 Нра ур. По аналогии с Мг введем обозначения Мв и М. КС Я 0, Яра2 Ср Нрурферг 5
РпОМг 1. ОаМв 1. САЖ гЬФеЬЗ е1 2 аггглг 1. Ыа ГхФ Ф х о Ж аюМяГг. СГ 7 РфЬд. УФ . Ф аввуЬФЬ i. ФУгвЦв . ФДвМг гЖ 1. Р Уве еее Рео уг. Р Уг0 гв Уп г 4 у 4
После подстановки формул 1. МлПМИП,
. Р
. Р
. Р
1. ГГ 7 7 С7 гв . А,Аквадратные матрицы 6x6 с индексами, чередующимися в том же порядке, что и в матрицах столбцах. В частности, первое уравнение системы 1. К,гг огг Со аАггв агвАгг А Аг0. Из уравнения 1. Ж о гЖ Я.