核反應(yīng)堆壓力容器（Reactor Pressure Vessel,RPV）是核反應(yīng)堆的主要承壓設(shè)備。壓水堆核電站RPV上封頭與控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（Control Rod Drive Mechanisms,CRDM）的連接方式為J型坡口多層多道焊。J型坡口焊接接頭整個(gè)焊縫區(qū)域包含多種金屬,焊接區(qū)域狹小、焊道多,這使得J型坡口的焊接殘余應(yīng)力非常復(fù)雜。目前,已有在役核電J型坡口焊接接頭區(qū)出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂（Stress Corrosion Cracking,SCC）,導(dǎo)致核反應(yīng)堆壓力容器頂蓋含輻射介質(zhì)的泄漏。而焊接殘余應(yīng)力是引起該類型裂紋的重要因素,因此對(duì)核電J型坡口焊接殘余應(yīng)力的分析及控制研究具有重要意義。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,以核電典型J型坡口試件焊接為研究對(duì)象,通過(guò)理論分析、有限元數(shù)值模擬、試驗(yàn)驗(yàn)證等方法進(jìn)行研究,研究的主要內(nèi)容如下:（1）基于焊接有限元分析基本理論,首先運(yùn)用UG NX軟件建立了J型坡口三維幾何模型,并用Hypermesh軟件劃分有限元網(wǎng)格,然后使用ANSYS軟件進(jìn)行參數(shù)化建模和編寫帶狀移動(dòng)溫度熱源程序,模擬了J型坡口的多層多道焊焊接工藝,獲得了整個(gè)焊接過(guò)程中的溫度場(chǎng)及應(yīng)力... 

【文章來(lái)源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

反應(yīng)堆壓力容器和J型坡口焊接接頭結(jié)構(gòu)示意圖

熱斑點(diǎn)上的熱量分布不均勻，基本上是中間大周圍小。這樣的分布可近似通過(guò)高斯函數(shù)來(lái)描述，如圖 1-2 所示；圖1-2 高斯熱源中加熱斑點(diǎn)的熱量分布Fig.1-2 Thermal distribution of heated spots in the Gauss heat source model（3）半球狀熱源分布函數(shù)模型和橢球型熱源模型。重新考慮了焊接電弧的穿透作用，較高斯熱源更貼合實(shí)際。由于實(shí)際熔池并非是球?qū)ΨQ模型，后來(lái)改進(jìn)為橢球形熱源模型；（4）雙橢球型熱源模型。較橢球熱源，實(shí)際中的熔池前半部分溫度變化急劇，而后半部分變化平緩，進(jìn)而改進(jìn)為兩個(gè)不同的橢球拼接而成的雙橢球型熱源。圖1-3 雙橢球型熱源模型的熱量分布Fig.1-3 Thermal distribution of double-ellipsoid heat source model

（4）雙橢球型熱源模型。較橢球熱源，實(shí)際中的熔池前半部分溫度變化急劇，而后半部分變化平緩，進(jìn)而改進(jìn)為兩個(gè)不同的橢球拼接而成的雙橢球型熱源。圖1-3 雙橢球型熱源模型的熱量分布Fig.1-3 Thermal distribution of double-ellipsoid heat source model

【參考文獻(xiàn)】：
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