Delist.ru

Характерные особенности расчетного обоснования прочности (05.09.2007)

Автор: Сергеева Людмила Васильевна

(мм) Тол-щина

(мм) Величина остаточ-ных напря-жений Значения коэффициента

Интенсивности напряжений Скорость

мм/с Время прохож-

0,45 17,25 30. 65.6 67.04 44.76 4.88 0.97

0,45 17,25 40. 78.93 80.65 53.84 7.07 0.67

0,45 17,25 50. 92.25 94.25 62.92 9.65 0.49

0.45 17.25 20. 52.30 53.44 35.67 3.10 1.53

0.45 17,25 0. 25.67 26.22 17.51 7.47 6.36

0.225 17.24 0. 18.15 18.26 12.38 3.62 13.1

0.675 17.25 0. 31.43 32.62 21.44 1.16 4.1

0.45 16.5 30. 66.17 67.61 45.14 4.97 1.038

0.3 16.5 40. 64.9 65.64 44.27 4.68 0.984

0.3 16.5 30. 54.03 54.64 36.8 5.4 0.682

0.3 16.5 20. 43.16 43.64 29.44 2.07 0.435

0.45 16.5 20. 52.86 54.0 36.05 5.19 0.666

- коэффициенты интенсивности напряжений, полученные по формулам (19).

Глава 3.

При увеличении срока службы энергоблоков с реакторами РБМК-1000 до 45 лет возникла необходимость обоснования ресурса всех конструкций реактора, работающих в условиях облучения. В частности, необходимы расчетные работы по обоснованию прочности и ресурсных характеристик.

Прогнозирование ресурса графитовых кладок реакторов РБМК основывается на опыте эксплуатации и результатах изучения образцов графита, облученных в исследовательских реакторах. На завершающих этапах работы большое значение приобретают особенности каждого типа реактора, а не только общие закономерности поведения графита под облучением. Работы по продлению срока службы графитовых кладок реакторов РБМК тесно связаны с их расчетом на прочность.

Графитовые конструкции работают в условиях достаточно близких к предельным для большинства марок графита. Поэтому важны достаточно полные экспериментальные данные по свойствам графита и достаточно точные модели, описывающие его поведение в течение большого срока эксплуатации.

Вычислительные программы расчета напряженно-деформированного состояния элементов графитовой кладки учитывали анизотропию свойств графита, его возможное растрескивание, вероятное его взаимодействие с канальной трубой.

Для разработки уточненных моделей поведения графитового блока во времени, с учетом существенной неоднородности его свойств по объему желательно опираться на конечно-элементную модель с трехмерным конечным элементом, так как графит обладает анизотропией свойств в разных направлениях.

Использование готовых конечно-элементных программ нецелесообразно, так как необходима программа, открытая и доступная для развития. Задача решается шагами по времени. В пределах шага по времени приращение полной деформации представляется в виде суммы упругой составляющей, составляющей ползучести и изменения объема.

Программа учитывает неоднородность распределения нейтронного и температурного полей по сечению графитового блока, а также неоднородную анизотропную усадку (распухание) и ползучесть графита.

В пределах шага по времени приращение полной деформации представляем в виде суммы упругой составляющей, составляющей ползучести и изменения объема:

для анизотропного материала:

вычисляем по этой же формуле с круговой перестановкой индексов,

- значение коэффициента Пуассона j-ом направлении при нагружении материала в направлении i.

Приращение составляющей ползучести записываем следующим образом:

где приращение объемной составляющей ползучести

Приращение девиатора деформаций ползучести

Приращение составляющей изменения объема записываем следующим образом:

Наиболее подходящим для исследования поведения реакторного графита является трехмерный шестигранный изопараметрический квадратичный конечный элемент с двадцатью узлами.

Такой элемент является оптимальным для расчета на прочность массивных конструкций. Его вид и порядок нумерации узлов представлен на рис.8

Рис.8

Для такого конечного элемента функции формы, зависящие от локальных координат (,(,(, задаются следующими выражениями.

Для узлов на серединах ребер

Выполняя перемножение по формуле (28), получим выражения для коэффициентов матрицы жесткости трехмерного квадратичного элемента:

; m, n – верхние индексы, которые соответствуют локальным номерам узлов. Матрица деформаций может быть представлена в виде:

загрузка...