在核級管道的設計中,若能證明其滿足破前漏(LBB)準則,在設計時可不予考慮假想的雙端剪切斷裂事故的發(fā)生,從而減少防甩防沖擊等附加設備及在役檢查工作量。因此對反應堆管道系統(tǒng)運用破前漏設計可降低復雜性,提高安全性。管道破前漏中的斷裂力學特性分析內容主要包含給定裂紋下的裂紋張開量(COD)、張開面積(COA)計算及裂紋穩(wěn)定性判定。本文總結了當前工程中最常用的兩種破前漏近似準則并程序化其分析過程,然后利用有限元軟件的二次開發(fā),建立了含貫穿裂紋的壓力管道數(shù)值分析程序,完成了校驗計算。通過對工程準則與有限元計算結果的比對,討論了工程準則的保守性,比對結果可給出不同工程近似方法的適用區(qū)間。

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圖１典型環(huán)向中心貫穿裂紋管道模型［４］Ｆｉｇ．１Ｔｙｐｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ

一系列的斷裂力學問題。ＬＢＢ性質的基本特征是：１）裂紋在失穩(wěn)破壞前發(fā)生足夠的流體泄漏以保證能被及時監(jiān)測到；２）從發(fā)現(xiàn)泄漏到裂紋失穩(wěn)之間有充足的時間以保證安全處理措施的實現(xiàn)。從ＬＢＢ性質的基本特征可看出，當管道中產生貫穿裂紋后，需分析得到裂紋張開量（ＣＯＤ）和張開面積（ＣＯＡ），并....

圖３管道有限元網(wǎng)格模型與應力云圖Ｆｉｇ．３Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌａｎｄｓｔｒｅｓｓｎｅｐｈｏｇｒａｍ

析結果如圖３所示（Ｒ＝４００ｍｍ，ｔ＝４０ｍｍ，θ０＝２０°），裂尖處采用１／４節(jié)點單元，這種單元可模擬裂尖處應力的ｒ１／２奇異性，不需劃分過于精密的網(wǎng)格；在裂尖周圍再劃分半圓形區(qū)域計算Ｊ積分，該區(qū)域須足夠大以包含裂尖周圍的塑性區(qū)。ＡＢＡＱＵＳ的積分單元含有Ｊ積分求解模塊；通過后....

圖４工況１計算結果Ｆｉｇ．４Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｏｆｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ１

、ＣＯＤ�？紤]到工程方法取管道中徑作為特征尺寸，為配合與工程方法的比較，同樣取中徑處的Ｊ、ＣＯＡ和ＣＯＤ作為有限元方法的計算結果。圖３管道有限元網(wǎng)格模型與應力云圖Ｆｉｇ．３Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌａｎｄｓｔｒｅｓｓｎｅｐｈｏｇｒａｍ分別依據(jù)ＬＢＢ．ＮＲＣ和ＧＥ．ＥＰＲ....

圖５工況２計算結果Ｆｉｇ．５Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｏｆｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ２

和ＣＯＤ作為有限元方法的計算結果。圖３管道有限元網(wǎng)格模型與應力云圖Ｆｉｇ．３Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌａｎｄｓｔｒｅｓｓｎｅｐｈｏｇｒａｍ分別依據(jù)ＬＢＢ．ＮＲＣ和ＧＥ．ＥＰＲＩ方法計算Ｒ／ｔ－Ｊ和Ｒ／ｔ－ＣＯＡ曲線，并利用ＡＢＡＱＵＳ建立三維模型，計算的不同工況下管道中....

本文編號：3978422