用柔度变化率法计算核电站压力容器钢动态断裂韧性

核压力容器是压水堆核电站的关键设备,其所用钢材经受严重的中子辐照作用后会引起脆化,因此核压力容器用钢的韧性和脆性断裂抗力是反应堆安全运行的重要考核依据。因为核压力容器钢的K_(IC)比K_(Id)和K_(Ia)都大,考虑到压力容器受到动载荷和材料性能恶化等因素而萌生裂纹,所以设计上采用K_(IC)、K_(Id)和K_(Ia)中的最低点作为设计韧性指标,即用ASME附录G中的参考断裂韧性K_(IR)与T—RT_(NDT)曲线作为防止脆断依据,此曲线是A533.B1、A508.2和A508.3三种钢的K_(IC)、K_(Id)和K_(Ia)与温度关系的下包络线。由此可知,核压力容器钢的动态断裂韧性是反应堆安全设计和寿命评定、事故分析的关键数据之一。

-196℃奥氏体不锈钢母材与焊缝的动态断裂韧性

在-196℃对S30408奥氏体不锈钢的母材和焊缝进行了夏比摆锤冲击实验,采用改进的柔度变化率法得到了低温下不锈钢母材夏比试样的起裂点。结果表明,采用改进的柔度变化率法得到的结果比采用传统的柔度变化率法得到的结果更准确。根据实验得到的载荷-位移曲线,结合采用Schindler法和关键曲线法各自所得结果的优点,得到了不锈钢母材的动态裂纹扩展阻力曲线(动态J-R曲线)。依据不锈钢焊缝在低温动载下的载荷-位移曲线及其断裂特征,通过线弹性断裂力学计算获得其动态断裂韧性。

基于Hopkinson技术的CMDB推进剂动态起裂韧性实验

为了研究改性双基(CMDB)推进剂的动态起裂韧性,利用Hopkinson实验技术对CMDB推进剂的含切缝半圆形(NSCB)试件进行了冲击实验.运用脉冲整形技术,获得了CMDB推进剂的载荷-位移曲线.采用改进型柔度变化率法得到NSCB推进剂试件的起裂点.通过ABAQUS有限元软件对NSCB试件的无量纲结构因子进行了标定,并获得了NSCB的动态起裂韧性.利用电镜扫描设备分析了NSCB试件断裂的微观机理,研究结果表明:在加载率为5.41×105~8.94×105 MPa·m1/2·s^(-1)范围内,CMDB推进剂的动态起裂韧性具有显著的加载率敏感性.结合电镜扫描图分析,随着加载率的增大,断面内部颗粒微观结构的破坏形貌逐渐恶化,消耗的能量相应增大.