基于NASGRO飞机典型结构裂纹扩展分析

损伤容限评定已经成为当前民用飞机设计的指令性要求,裂纹扩展分析是损伤容限评定的重要手段之一。NASGRO作为专业软件,提供了计算平台,根据不同的裂纹扩展分析模型,对飞机典型结构(机身加强框、机翼下壁板)进行裂纹扩展计算,比较不同方法对结果的影响。

CRDM中部?密封环堆焊修复裂纹扩展分析

核电厂控制棒驱动机构(CRDM)耐压壳采用?密封环焊接安装在反应堆压力容器顶盖的管座上。一回路水应力腐蚀易诱发?密封环焊缝产生裂纹导致泄漏,需采用堆焊技术进行修复以保证?密封环结构完整性。基于ASME规范中的断裂力学分析方法,针对?密封环堆焊修复的设计结构,开展疲劳和应力腐蚀引起的裂纹扩展分析计算,为?密封环堆焊设计和评定提供参考。

改进的多裂纹扩展算法和程序设计

对现行的两种多裂纹扩展算法作了改进。利用区间二分法技术自动调节新的副裂纹扩展增量 ,同时根据裂纹增长速率和裂纹长度限定条件 ,实时判别主导裂纹和处理主副裂纹之间的关系。采用面向对象程序设计方法设计了多裂纹扩展分析的基类 ,并给出了一个算例。应用表明 。

超声加载条件下低合金钢疲劳裂纹扩展寿命

对低合金钢q345狗骨型试样进行了超声疲劳试验,应力比R=-1,研究其在超高周区域内的疲劳寿命特性及破坏机理。试验过程中发现试样疲劳裂纹的扩展会导致试样固有频率的降低,通过有限元模态分析确定了试样断裂瞬间固有频率大小与表面裂纹尺寸的关系,经过对比发现,有限元得到的裂纹半径与断口分析测出的裂纹大小十分吻合。根据实验过程中固有频率的减少情况预测了试样超高周疲劳裂纹扩展寿命的大小,发现其占到疲劳总寿命大小的0.2%～0.5%。

3种导管架疲劳极限状态分析方法的应用比较

针对老年导管架延长使用时,传统结构疲劳分析方法偏于保守,基于该方法进行平台结构完整性管理,往往会产生较多的检测费用的问题,推荐在在役导管架结构安全评估中采用旨在充分挖掘结构抗疲劳能力的疲劳极限状态分析方法,提出适合于工程实际应用的有限元计算导管架各类管节点的应力集中系数、节点柔性以及疲劳裂纹扩展的分析方法,通过工程应用案例,给出3种方法的适用范围。

某核电厂安全壳钢衬里焊接缺陷评估

在获得安全壳钢衬里在各种工况下的应力分析结果的前提下,按照《RSE-M核电厂核岛机械设备在役检查规则》标准的要求,计算了安全壳钢衬里各部位的裂纹限值,评估了钢衬里存在初始焊接缺陷情况下寿期内的密封性,结果表明初始焊接缺陷在寿期内不会发展为贯穿性裂纹,安全壳钢衬里不需要开展破坏性返修即可投入使用。

复合材料DCB试件裂纹扩展理论分析

在弹性地基梁模型基础上,通过挠度与相对位移关系引入了双线性cohesive本构关系,并通过界面损伤因子统一描述界面损伤状态,在裂纹尖端考虑了损伤黏聚区存在,分别获得了各段通解。采用连续性边界条件求解积分常数,并以裂纹长度以及黏聚区范围为变量求解获得了载荷-位移曲线,从而获得了双悬臂梁(DCB)试件裂纹扩展过程。通过与已有理论模型结果对比,验证了本文理论分析的正确性,而文中理论考虑了弹性段后非线性的存在,且可同时考察3个cohesive参数的影响。通过研究界面参数变化对载荷-位移曲线的影响,从而对准确模拟界面时cohesive参数的选取提供一定的依据,并分析了界面参数与黏聚区长度的关系。

稳压器接管安全端堆焊结构裂纹扩展计算分析

针对核电厂稳压器接管安全端堆焊设计结构,按照稳压器设计载荷,对假设的安全端焊接区域的裂纹开展疲劳和应力腐蚀引起的裂纹扩展分析,获得裂纹扩展尺寸,并进行安全评估,结果表明,异种金属焊缝区域在周期末的最大环向裂纹深度扩展量为0.4×10-3 mm,最大轴向裂纹深度扩展量为23.6×10-3 mm;不锈钢焊缝区域在周期末的最大环向裂纹深度扩展量为12.4×10-3 mm,最大轴向裂纹深度扩展量为0,裂纹扩展量均满足堆焊设计要求,为稳压器接管安全端堆焊结构设计和评定提供参考。

不同材料的核电厂主管道LBB评估对比研究

我国核电厂主管道的材料主要有铸造奥氏体不锈钢(CASS)和锻造不锈钢(WSS)。针对CASS和WSS两种材料的主管道,依据美国核管会的SRP3.6.3进行主管道硬前漏(LBB)评估的对比研究。考虑热老化效应获取可信的材料性能数据,根据材料性能差异采用极限载荷法或J积分撕裂模量汇交法计算临界裂纹尺寸。根据Henry均匀非平衡双相流模型计算泄漏裂纹尺寸,并通过环向表面裂纹和贯穿裂纹的扩展分析论证了裂纹疲劳扩展不会导致管道的突然断裂。研究结果表明,WSS材料和CASS材料相比具有更好的LBB性能。