Delist.ru

Характерные особенности расчетного обоснования прочности (05.09.2007)

Автор: Сергеева Людмила Васильевна

- проведение расчетов напряженно-деформированного состояния в трубопроводах второго контура АЭС с ВВЭР, имеющих утонения вследствие эрозионно-коррозионного износа;

- разработку математической модели и вычислительной программы нодульной коррозии канальных труб;

- разработку методики расчета кинетики роста трещин в трубопроводах по механизму водородного охрупчивания;

- создание методики, программы и проведение вариантных расчетов для определения площади проходного сечения сквозных трещин, как кольцевых, так и продольных, в стенке корпуса ВВЭР, для вероятностной программы, а также вывод аппроксимирующей зависимости площади трещины от характеристик материала, размеров трещины и напряжений;

- создание методики расчета кинетики развития микротрещин в особо тонкостенных оболочках, в которой учитываются индивидуальные процессы роста и слияния субмикротрещин в микротрещины.

- написание программы и расчеты на прочность элементов графитовых отражателей ВТГР.

Научная новизна и практическая значимость работы

При расчетах на прочность разработаны не только математические модели, дающие возможность оценить прочность конструкций с традиционных позиций, позволяющих определить напряженно-деформированное состояние, но и программы, с помощью которых можно рассчитать такие прочностные характеристики как функция повреждаемости, J-интеграл.

Впервые разработаны методики, в которых учитывается неравномерное взаимодействие отдельных элементов конструкций, таких, например, как графитовая кладка и канальная труба реактора РБМК.

Впервые получены результаты исследования влияния такого технологического дефекта, как исходная овальность на потерю устойчивости оболочки твэлов ВВЭР и РБМК.

С участием автора была получена функция повреждаемости для материалов оболочек твэлов ВВЭР.

Разработанная методика и программа позволили осуществить вариантные расчеты для оценки влияния исходных параметров (в частности, начальной глубины) технологических трещинообразных дефектов на работоспособность элементов конструкций ядерных реакторов (твэлов, трубопроводов, канальных труб) и научно обосновать браковочные признаки.

Результаты исследования прочности графитовых втулок сложного профиля вошли в “Нормы расчета на прочность типовых узлов и деталей из реакторного графита уран-графитовых реакторов”.

Программа расчета напряженно-деформированного состояния графитовых блоков отражателей ВТГР передана в отдел высокотемпературной энергетики и внедрена в практику вычислительных расчетов.

Методика и программа для расчета площади проходного сечения сквозных трещин, как кольцевых, так и продольных, в стенке корпуса реактора типа ВВЭР были в составе вероятностной методики и программы переданы в ОКБ «Гидропресс» и другие организации отрасли, а также в Китайскую народную республику.

Получена аппроксимирующая зависимость изменения площади трещины при вариациях механических характеристик материала, длины трещины и уровня напряжений, возникающих в конструкции при эксплуатационном нагружении.

Методика и результаты расчета кинетики изменения напряженно-деформированного состояния и раскрытия трещин в элементах металлоконструкций вошли в комплекс работ, выполненных для оценки и обоснования остаточного ресурса металлоконструкций промышленных уран-графитовых реакторов, а также были использованы для прогнозирования процесса разрушения основных элементов металлоконструкций ПУГР и постепенного вывода их из эксплуатации.

Автор выносит на защиту

- методику расчетного исследования кинетики роста трещин в элементах конструкций активных зон с учетом воздействия внешней среды;

- методику, программу и результаты вариантных расчетов площади проходного сечения сквозных трещин, как кольцевых, так и продольных, в стенке корпуса реактора, типа ВВЭР в свете концепции «течь перед разрушением»;

- трехмерную конечно-элементную модель и программу расчета напряженно-деформированного состояния элементов графитовой кладки, позволяющую учитывать существенную анизотропию свойств графита в разных направлениях, а также во времени;

- модель расчета напряженно-деформированного состояния при неравномерном исчерпании зазора и дальнейшем контакте элементов графитовой кладки и трубы технологического канала с учетом упругих, вязкопластических деформаций, а также того, что графит и канальная труба обладают существенной анизотропией свойств;

- результаты исследования влияния такого технологического дефекта, как исходная овальность на потерю устойчивости оболочки твэла;

- математическую модель и вычислительную программу нодульной коррозии канальных труб;

- трехмерную оболочечную программу для расчета сосудов давления, трубопроводов, патрубков и других оболочечных конструкций и результаты расчетов по ней;

- проведение расчетов напряженно-деформированного состояния в трубопроводах второго контура АЭС с ВВЭР, имеющих утонения вследствие эрозионно-коррозионного износа;

- расчеты на прочность элементов графитовых отражателей ВТГР.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались на всесоюзных, российских и международных семинарах, конференциях и симпозиумах.

Цикл работ, выполненных Сергеевой Л.В. и в соавторстве, был отмечен почетным дипломом Академии наук СССР (1983г.), премиями им. И.В. Курчатова на конкурсе научных работ РНЦ «Курчатовский институт» (трижды).

Сообщения и публикации по теме диссертации

По теме диссертации опубликовано более 120 работ, из них более 35 печатных.

Работы, составляющие основное содержание диссертации, опубликованы:

в отечественных журналах: «Атомная энергия», «Вопросы атомной науки и техники» (ВАНТ), «Вестник машиностроения», «Справочник. Инженерный журнал», в зарубежном журнале «Nuclear Engineering and Design»,

в трудах международных конференций « Proceedings International Conference on Pipeline Safety», 1997г. и 1999г.

- в материалах отраслевого семинара "Вопросы прочности и надежности элементов активных зон энергетических ядерных реакторов", г. Обнинск, 1982г.

в сборнике научных трудов МИФИ «Проблемы материаловедения атомной техники», Москва, Энергоатомиздат, 1989г.

- в материалах семинара "Прочность и надежность элементов активных зон энергетических ядерных реакторов", Обнинск, 1991г.

Структура диссертации

Диссертация изложена на 293 страницах, включая 118 рисунков и 11 таблиц, а также список использованных источников из 238 публикаций; состоит из введения, 5-ти глав и заключения (общих выводов).

загрузка...