LOCA工况下环形燃料元件内包壳外压屈曲试验研究

环形燃料一种安全高效的新型核燃料。为对环形燃料元件冷却剂丧失事故(LOCA)下整体受压失效形式的问题进行研究,将环形电加热棒、模拟芯块和试验件组装成试验装置,在空气环境中,以环形电加热棒外加热的方式,对环形燃料元件内包壳进行了外压屈曲试验,并将试验屈曲压力与Bresse-Bryan公式计算结果和特征值屈曲数值模拟分析结果进行了对比分析。结果表明:Bresse-Bryan公式计算结果除以安全系数m=2.5得到的结果高于试验结果而不够保守,试验结果分布于特征值屈曲数值模拟分析结果的1/5~1/3之间。本文结果可为环形燃料元件安全评价及后续工程化提供基础数据。

FRP加固X80钢输油气管道抗外压屈曲性能研究

为研究X80钢输油气管道在外压作用下裸管与纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)加固管道的抗外压屈曲力学性能,首先,根据测定的X80管道参数,建立裸管有限元模型,依据该模型计算了外压下管道屈曲失效的临界载荷,并根据Yamaki公式验证了有限元模型的正确性;然后,开展了裸管与FRP加固管道在不同影响因素下外压屈曲的有限元分析,总结了外压屈曲临界载荷的影响规律。结果表明:裸管的径厚比越大、管长越长,管道的外压屈曲临界载荷就越小。对于FRP加固管道,高弹性模量的纤维材料能够提升管道外压屈曲临界载荷;纤维材料缠绕厚度需大于敏感值时才能起到加固效果,随着缠绕厚度的增加,加固效果越好;而纤维材料缠绕的角度对管道的外压屈曲临界载荷影响并不明显。

基于有限元筒-锥结构外压计算长度当量方法的研究

各压力容器标准关于外压计算长度的规则存在一些差异,对比了GB 150—2011、ASMEⅧ-1和EN 13445-3标准中筒-锥结构的外压计算长度,提出了一种合理可行的当量方法,改进了筒-锥结构外压计算长度的计算方法。有限元模拟计算表明:当锥壳的半锥角α<30°时,使用该当量方法计算得到的筒-锥结构外压计算长度是保守可行的。