含环向裂纹管道三通的塑性失效载荷

采用弹塑性有限元方法,系统分析了内压载荷下含环向裂纹管道三通的塑性失效载荷。探讨了管道三通塑性失效有限元分析中的建模技术,包括变形参量选取,网格收敛性研究等。给出了塑性失效载荷随裂纹尺寸变化的规律,以及不同裂纹位置(包括肩部和腹部)对三通塑性失效载荷的影响。最后根据有限元数值解建立了简单的塑性失效载荷估算式,研究结果可为下一步含缺陷管件完整性评定提供参考数据。

含内表面裂纹核级管道的初始塑性失效分析

我国在役和新建的大部分核电厂在主管道上应用了破前漏技术,针对该技术ASME采用净截面屈服准则对完全塑性断裂进行缺陷评定,大量研究表明,净截面屈服准则高估了结构的承载能力。本文采用有限元方法模拟了含内表面裂纹的核级管道在内压作用下的变形过程,并利用裂纹前沿J积分随内压变化的曲线特征确定了含裂纹管道的初始塑性失效载荷。随后,将初始失效载荷的计算值与ASME规范定义的理论值相比较,结果表明理论解高估了结构的承载能力。最后,评价了ASME-BPVC-XI规范中A级使用限制对应的允许薄膜应力的适用性。

含缺陷韧性金属材料的失效评估研究

以韧性较好的核电站用结构钢S355为研究对象,进行了紧凑拉伸试样的断裂韧性试验,试验中发现随着拉力的增大,裂尖塑性垮塌代替了裂纹扩展,且失效载荷对应有限的塑性屈服范围。随后采用Gurson模型模拟了该试样受拉伸载荷时的失效过程,计算结果表明,该模型能较好地模拟裂纹尖端的塑性垮塌现象。最后结合试验结果和有限元模拟结果,建立了1条适用于S355钢的通用失效评估曲线,并确定了塑性失效载荷与裂纹长度之间的对应关系。