釷基熔鹽堆（Thorium Molten Salt Reactor-Liquid Fuel,TMSR-LF1）回路管道最高運(yùn)行溫度達(dá)650℃,高溫服役下的管道蠕變-疲勞損傷分析及評(píng)定至關(guān)重要。目前僅ASME-BPVC-III-5-HBB規(guī)范中有適用于高溫核一級(jí)管道的蠕變-疲勞損傷暫行評(píng)定方法,但該方法對(duì)于復(fù)雜管道系統(tǒng)使用起來(lái)過(guò)于繁瑣。本文旨在使用管道分析軟件PepS軟件實(shí)現(xiàn)高溫核一級(jí)復(fù)雜管系的分析與結(jié)構(gòu)完整性評(píng)估。首先結(jié)合管道結(jié)構(gòu)在多種載荷組合作用下的截面應(yīng)力狀態(tài)解析解,進(jìn)行管道截面應(yīng)力分析及應(yīng)力線性化,并將結(jié)果與有限元數(shù)值解進(jìn)行對(duì)比分析,兩者的誤差結(jié)果基本一致。隨后,利用PepS軟件對(duì)TMSR-LF1回路管道進(jìn)行了力學(xué)分析和結(jié)構(gòu)完整性評(píng)估,結(jié)其蠕變疲勞損傷結(jié)果位于包絡(luò)線以內(nèi),滿足蠕變疲勞極限的要求。該研究將管道分析軟件與ASME評(píng)定規(guī)范進(jìn)行了有效銜接,明確了評(píng)定方法,實(shí)現(xiàn)了高溫核一級(jí)復(fù)雜管系的蠕變疲勞評(píng)估。 

【文章來(lái)源】：核技術(shù). 2020,43(03)北大核心CSCD

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管道應(yīng)力強(qiáng)度分布

圖2 管道應(yīng)力強(qiáng)度分布管道截面的應(yīng)力線性化需要使路徑穿過(guò)管道整個(gè)截面，但使用實(shí)體單元進(jìn)行有限元分析無(wú)法提供通過(guò)空白處的應(yīng)力分類及線性化結(jié)果，因此僅對(duì)比使用ANSYS和PepS軟件分析結(jié)果提取截面載荷計(jì)算出的管道截面應(yīng)力線性化結(jié)果�；谏鲜鲇�(jì)算結(jié)果，選取一條路徑沿厚度方向通過(guò)整個(gè)管道截面并通過(guò)截面上應(yīng)力最大點(diǎn)處，根據(jù)式（6)～(9）進(jìn)行應(yīng)力線性化，結(jié)果如表2所示。結(jié)果表明：薄膜應(yīng)力與彎曲應(yīng)力基本一致，但峰值應(yīng)力略大。

管道截面的應(yīng)力線性化需要使路徑穿過(guò)管道整個(gè)截面，但使用實(shí)體單元進(jìn)行有限元分析無(wú)法提供通過(guò)空白處的應(yīng)力分類及線性化結(jié)果，因此僅對(duì)比使用ANSYS和PepS軟件分析結(jié)果提取截面載荷計(jì)算出的管道截面應(yīng)力線性化結(jié)果�；谏鲜鲇�(jì)算結(jié)果，選取一條路徑沿厚度方向通過(guò)整個(gè)管道截面并通過(guò)截面上應(yīng)力最大點(diǎn)處，根據(jù)式（6)～(9）進(jìn)行應(yīng)力線性化，結(jié)果如表2所示。結(jié)果表明：薄膜應(yīng)力與彎曲應(yīng)力基本一致，但峰值應(yīng)力略大。由上述計(jì)算和誤差分析結(jié)果可知，現(xiàn)有的分析結(jié)果和應(yīng)力分類線性化結(jié)果吻合較好。雖然PepS的結(jié)果中峰值應(yīng)力的最大值偏大，更為保守，但對(duì)于大規(guī)模的復(fù)雜管道分析來(lái)說(shuō)，采用該方法進(jìn)行可大大減少計(jì)算時(shí)間，具有一定的實(shí)用性和可操作性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3603380