發(fā)布時間：2020-07-14 14:41

【摘要】：核電一回路承壓容器接管安全端異種金屬焊接接頭是一種特殊的焊接結(jié)構(gòu),屬于核安全重點(diǎn)關(guān)注部位。由于其接頭材料性能不均勻、幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜、同時承受包括彎矩、內(nèi)壓和地震等復(fù)雜載荷,容易發(fā)生失效。由于核電安全端及主管道材料的韌性很高,且工作在較高溫度下,因此其失效形式往往是先出現(xiàn)泄漏而后斷裂(Leak Before Break,簡稱LBB)。目前國內(nèi)外關(guān)于管嘴幾何結(jié)構(gòu)和局部材料性能失配對LBB關(guān)鍵參數(shù)及分析結(jié)果的影響還缺乏系統(tǒng)的理解和研究。本文以第三代核電AP1000核壓力容器接管安全端異種金屬焊接接頭為研究對象,建立三維有限元模型,分析安全端幾何、接頭局部力學(xué)和斷裂性能、外加載荷及裂紋尺寸等對LBB分析評定的影響。研究得到的主要結(jié)果如下： (1)對于安全端接頭區(qū)最薄弱的A508/Alloy52M界面裂紋,構(gòu)建了LBB曲線和LBB評價圖。接管安全端結(jié)構(gòu)幾何簡化為等直徑等厚度的直管,導(dǎo)致裂紋尖端斷裂驅(qū)動力參數(shù)J積分增大,臨界裂紋長度減小,使LBB評價結(jié)果的保守性增大。 (2)由于熱影響區(qū)相對于整個接管安全端結(jié)構(gòu)的尺寸很小,因此熱影響區(qū)局部力學(xué)性能失配對J動力曲線影響較小。在相同載荷下,考慮熱影響區(qū)局部拉伸力學(xué)性能后的LBB評定結(jié)果相對于簡化材料的評定結(jié)果要保守一些。 (3)由于熱影響區(qū)和材料界面區(qū)的局部斷裂阻力遠(yuǎn)低于母材,因而按標(biāo)準(zhǔn)建議采用母材的斷裂阻力曲線評價熱影響區(qū)和材料界面區(qū)裂紋的LBB行為將得到非保守的評定結(jié)果,且隨著載荷增大,非保守程度增大。因此,對于接頭熱影響區(qū)和材料界面區(qū)的裂紋進(jìn)行LBB分析,應(yīng)采用實(shí)際的J-R阻力曲線。 (4)對于同一外加彎矩載荷,隨周向穿透裂紋長度的增加,裂紋張開形狀依次由菱形、對稱橢圓形、非對稱橢圓形向半橢圓形變化。穿透裂紋張開位移隨載荷的增大主要由遠(yuǎn)離管嘴側(cè)強(qiáng)度較低材料的軸向位移的增大所引起。
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TL374.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2755097