含凹坑缺陷结构疲劳寿命的快速估算方法

基于Miner线性累积损伤理论,探讨了含凹坑缺陷结构使用系数与相应的无缺陷结构使用系数之间的计算关系。在S-N曲线数据拟合的基础上,推导了许用循环次数的比值计算式,并以核压力容器常用材料为例,给出了计算式待定常数的取值及适用范围。形成的疲劳寿命估算方法,为含凹坑缺陷结构的快速疲劳分析及评定提供了一种参考方法。

高温翅片管的长时蠕变屈曲分析及评定方法研究

由于翅片管处于高温环境和外压载荷下,需要考虑其发生蠕变屈曲失效的风险。本文对翅片管在高温环境下的蠕变屈曲分析及评定方法进行了研究,提出了一种基于塑性本构和蠕变本构的有限元长时蠕变屈曲分析方法,并通过数值拟合,获得了高温屈曲的失效评定图以及失效评定公式,提出了一种方便应用于工程的快速评定方法。针对翅片管结构,将该方法的评定结果与规范中的屈曲分析评定结果进行对比,验证了该方法的可行性。同时研究了在有压力波动的情况下,结构的临界屈曲时间与载荷历程的关系,为复杂结构和复杂载荷工况的蠕变屈曲分析奠定了基础。

含表面缺陷压力容器快速疲劳评定

采用快速高效的方法完成了含表面缺陷压力容器的疲劳评定。该方法以核压力容器常用材料为研究对象,给出了关键参数的取值和适用范围。以压力容器的圆筒形结构为典型结构、M310机组一回路温度-压力瞬态为载荷输入,归纳了应力幅值的计算式。上述研究为含表面缺陷压力容器疲劳评定做了技术储备,经工程实践检验,达到了工程应用的要求。

蒸汽发生器传热管与管板焊缝应力和疲劳分析

蒸汽发生器是压水堆核电厂的关键设备之一,其中的传热管与管板一般采用胀管加焊接的方式保证密封性。传热管与管板之间的焊缝的几何尺寸小,应力情况复杂,同时该位置极易发生泄漏,因此该焊缝的应力分析与评价是核电厂安全的重要基础。文中采用有限元方法对传热管和管板焊缝进行了应力分析,分析中采用了多孔板等效、刚度等效和孔边环向应力等效等多种方法,简化了模型的复杂度,计算得到了各种工况下的应力情况,并按照ASME规范对其进行了评定。

稳压器人孔密封分析研究

稳压器在寿期内要经受剧烈的温度压力变化,密封部位的泄漏有可能导致整个容器压力边界的丧失。文中对复杂稳压器人孔密封结构进行了密封分析,首次采用预应力单元的方法模拟螺栓预紧载荷,成功地克服了石墨垫片各向异性弹塑性分析难以收敛的难题。并阐述了非线性接触问题收敛性的影响因素,为稳压器等容器类密封分析提供了新的分析思路,为核动力装置平稳运行的完备性提供了依据。

反应堆压力容器管座过盈量对应力的影响研究

基于厚壁圆筒计算公式,给出配合面径向压力与过盈量的关系式;基于最大剪应力理论,给出了管座、管孔的应力强度的计算式;并以反应堆压力容器管座为例,采用理论公式、有限元方法分别进行了计算。计算结果表明,理论公式满足工程精度要求,可为过盈量的选取提供技术支持。

反应堆压力容器密封环有限元模拟技术研究

借助ANSYS的非线性等向强化本构模型,对反应堆压力容器O形密封形环的弹塑性进行有限元模拟。通过密封环3种模拟方式(均布压力、弹簧单元、三维实体)得到的反应堆压力容器分离量结果并进行对比,发现三维实体模拟方式能够有效地降低分析的过余保守性,提高密封分析计算结果精度。

CF3燃料组件下管座力学性能研究

下管座具有支撑和定位的作用,是CF3燃料组件的重要结构部件。采用有限元计算分析和载荷试验2种方法分别对CF3燃料组件下管座的应力情况和承载能力进行研究,计算结果和试验结果表明,各种工况下CF3燃料组件下管座的应力均满足ASME规范要求,其承载能力达到了CF3燃料组件的设计要求。

反应堆压力容器疲劳时限老化分析研究

基于美国核管会(U.S.NRC)的管理导则RG1.207提出的2种考虑冷却剂环境对设备疲劳寿命的影响评估办法,对比了美国NUREG/CR-6909和日本JNES两大体系不同环境疲劳修正因子(Fen)表达式和边界条件对环境疲劳的影响,对比了Fen和环境疲劳曲线2种分析方法对环境疲劳寿命评估的差异。最后,将考虑应变率历程的详细Fen方法、环境疲劳曲线方法、参数保守取值的Fen方法3种方式都应用于某核电厂反应堆压力容器进口接管嘴部位的疲劳评定中。结果表明,相比环境疲劳曲线的方法和参数保守取值的Fen计算方法,考虑应变率历程的详细Fen方法能更准确评估结构的环境疲劳寿命。

国产508-3钢不同温度下非比例多轴循环变形行为研究

国产508-3钢是压水反应堆压力容器的关键材料,为了研究国产508-3钢不同温度下的非比例多轴循环变形行为,本文在25、200和350℃下,对国产508-3钢开展了多轴非比例路径下应变控制和应力控制的全寿命疲劳试验。试验中采用了沙漏形和蝶形的非比例路径,揭示了材料在不同加载路径和不同加载条件下的循环变形特征和棘轮变形行为。研究表明,国产508-3钢的非比例多轴循环变形行为具有明显的温度相关性,由于动态应变时效效应影响,在350℃时材料表现出循环硬化或稳定的特征。