基于ASME Ⅲ-5规范和R5规程的高温非弹性蠕变疲劳损伤评价方法研究

对ASMEⅢ-5规范和R5规程的非弹性蠕变疲劳损伤评价方法进行对比性分析及研究,详细探讨了两者的保守性构成,并基于两种规范对异型三通结构进行了蠕变疲劳损伤计算,对两种规范下蠕变疲劳损伤计算结果的差异进行了分析。结果表明,保守使用R5计算的蠕变疲劳总损伤为0.111 4,远小于ASME总损伤2.643,与不考虑安全系数的ASME总损伤0.270 9较为相近。因此,在ASME工程评价过分保守时,R5可以作为可选规范。     

拟合目标反应谱的高精度人工加速度时程生成算法及应用

加速度时程是核电厂结构和部件开展抗震分析和试验的重要输入。本文基于改进的窄带时程构造形式,综合应用频域法和时域法,提出一种拟合目标反应谱的高精度人工加速度时程生成算法,通过RG1.60标准反应谱和两个复杂度不同的楼层反应谱拟合测试以验证算法的有效性和稳健性。结果表明：对目标反应谱的拟合相对偏差最大不超过10%;迭代次数少,拟合收敛性好。本文提出的算法可生成高精度的符合法规要求的人工加速度时程,对于核电工程抗震设计具有重要的应用价值。     

快堆燃料组件六角形外套管截面变形的计算方法研究

快堆燃料组件六角形外套管截面在冷却剂压差的作用下会产生弹性变形,在温度场和中子场的作用下会产生热膨胀、辐照肿胀和辐照蠕变,这些变形关系到多根组件之间接触状态的正确判断,是整个燃料组件变形计算方法研究的重要基础性工作。本文目的在于探讨确定考虑温度和辐照因素影响的燃料组件六角形截面的变形计算方法。本文最终得到了变形计算公式,其中弹性变形计算公式与有限元结果进行比较验证后结果吻合。本文的研究成果为后续研究提供了依据和基础,具有重要意义。     

从结构热传导角度分析CEFR内钠温度变化速率限值的合理性

CEFR提升功率时要求钠温度变化速率不超过30 ℃/h,为从理论上论证限值30 ℃/h的合理性,通过理论分析和ANSYS软件数值模拟两种方式,研究了介质温度变化条件下平板的非稳态热传导响应过程及平板温度进入稳定状态所需的时间。结果表明,换热条件直接影响结构温度达到稳定状态所需的时间,换热条件好时结构和介质温变基本同步,换热条件差时30 ℃/h的堆内介质温度变化速率能保证介质温度稳定时结构温度达到温变总幅度的60%以上。30 ℃/h钠介质温度变化速率基本使换热条件差的条件下结构温度场进入稳定状态的速率与堆内钠介质温度变化相对同步,降低了温度变化带来的热应力分布和变化的复杂性,基本保证了结构实际温度与稳态设计温度的一致性。     

基于深度学习的稀疏矩阵向量乘运算性能预测模型

稀疏矩阵向量乘（SpMV）是求解稀疏线性方程组的计算核心,被广泛应用在经济学模型、信号处理等科学计算和工程应用中,对于SpMV及其调优技术的研究有助于提升解决相关领域问题的运算效率。传统SpMV自动调优方法基于硬件平台的体系结构参数设置来提升SpMV性能,但巨大的参数设置量导致搜索空间变大且自动调优耗时大幅增加。采用深度学习技术,基于卷积神经网络,构建由双通道稀疏矩阵特征融合以及稀疏矩阵特征与体系结构特征融合组成的SpMV运算性能预测模型,实现快速自动调优。为提高SpMV运算时间的预测精度,选取特征数据并利用箱形图统计SpMV时间信息,同时在佛罗里达稀疏矩阵数据集上进行实验设计与验证,结果表明,该模型的SpMV运算时间预测准确率达到80%以上,并且具有较强的泛化能力。     

拨叉式超越离合器退楔力矩计算与验证

拨叉式超越离合器是控制棒驱动机构的关键部件之一,其主要作用是防止控制棒在快速落棒后向上反弹,同时其退楔力矩大小对控制棒驱动机构电机转矩要求及整机的动态性能有较大影响,需要进行定量计算和分析.建立和推导了拨叉式超越离合器退楔力矩的数学解析表达式,并进行了试验验证.结果表明,退楔力矩试验结果与理论分析基本相符,在给定结构参数条件下,约为楔紧力矩的2.37倍,可以满足工程使用要求,为拨叉式超越离合器和控制棒驱动机构整机进一步的优化设计提供了理论依据.     

示范快堆堆芯熔融物收集装置的安全分析

针对示范快堆堆芯熔融物收集装置的高温结构完整性问题，采用堆芯熔融物滞留在反应堆压力容器策略有效性评估方法（IVR-DOE10460），建立了316H本构模型、多轴修正以及具体的分析评价方法。通过搜集与分析ASME规范和R66材料数据手册中316H钢相关的材料数据，确定了输入数据。在此基础上，利用有限元分析软件ABAQUS开展堆芯熔融物堆积形态下堆芯熔融物收集装置的应力应变分析，并基于时间分数法与延性耗竭法（应变分数法）对堆芯熔融物收集装置进行蠕变强度校核。有限元分析结果表明：堆芯熔融物收集装置在设计时间内可满足时间分数和应变分数小于1的蠕变强度考核要求，且满足竖直位移小于设计指标的功能性要求。堆芯熔融物收集装置在堆芯熔化严重事故后能保持结构的完整性。     

CEFR堆芯燃料组件抗震试验方法研究

为了验证中国实验快堆（CEFR）堆芯燃料组件的抗震性能,保证地震下结构完整性和气密性,必须研究制定兼具代表性和包络性的堆芯组件抗震试验方法。本文基于俄罗斯组件耐振试验方案分析,结合国内试验规范和堆芯实际约束条件,提出了一套新的组件抗震试验方法,并通过分析计算论证新方法的合理性。结果表明：新方法的试验结果是保守的,可保证在相同地震输入下单组件应力、冲击响应基本能包络处于堆芯组件群中的组件响应,新方法要求单根组件分别在刚性台架和柔性台架上依次完成抗震试验。本文结果对快堆堆芯组件的抗震试验研究具有重要指导意义。     

基于韧性准则的金属板料冲压成形断裂模拟

该文基于Rice-Tracey韧性失效准则,探索金属板料冲压成形的断裂数值模拟方法。首先设计两种试验,并结合有限元分析结果确定双相钢板料的材料失效参数;然后,基于Abaqus软件的显式模块Explicit,编写采用Rice-Tracey韧性失效准则的用户自定义材料子程序VUMAT;最后对双相钢薄板深拉成形过程中的断裂行为进行数值模拟,并进行了试验验证。结果表明,数值模拟结果与试验结果吻合较好。可见,Rice-Tracey韧性准则可用于金属板料冲压成形的断裂预测。     

快堆中心柱低周疲劳可靠性评价

采用蒙特卡罗方法对中心柱设计过程中的主要影响因素--低周疲劳进行可靠性评价，为中心柱包覆层设计提供设计依据和可靠性支撑。使用ANSYS软件对中心柱进行热分析和结构分析，利用ASME规范对其累积疲劳损伤进行评价，采用拉丁超立方抽样方法对其进行可靠性计算。计算结果表明：中心柱低周疲劳可靠度为0.808，在2.5%的显著水平下中心柱低周疲劳破坏的敏感因素为紧急停堆次数、焊缝、中子辐照，建议在中心柱外侧增加包覆层。