压水堆堆内构件异种材料螺纹联接件在热循环载荷下的疲劳试验分析研究

压水堆电厂的反应堆堆内构件中的螺纹联接件与一般联接件不同,在高温、辐照环境中工作,除承受机械载荷外,还承受由于水流以及地震等引起的动态载荷。而在寿命期内反复的冷-热-冷循环,会使异种材料联接件产生交变循环热应力,甚至会使预紧力松弛,因此预紧力合适与否将直接影响联接件联接的可靠性。对通过模拟实际联接结构的联接件进行热循环试验和分析,研究热循环载荷对预紧力和联接结构的影响。

异种材料典型螺纹联接件在预紧和热循环条件下的力学行为

在核电厂堆内构件中,如果螺纹联接结构的联接件和基体采用两种不同的材料,由于螺纹联接件材料的热膨胀系数小于基体材料,在升温过程中将产生较大的附加应力。本文以典型螺纹联接件M12为例,模拟堆内热循环载荷条件,对其进行有限元仿真计算分析。在与试验结果及理论分析、经验公式互相比较的基础上,对预紧力矩、螺纹联接件和基体的变形量、联接件在预紧力、升温、降温等不同载荷条件下的应力等参量变化情况进行了研究,为工程设计提供了可靠的依据。