核电站安全壳牛腿结构强度与改形分析

建立了核电站安全壳牛腿结构分析的力学模型,用有限元法分析了其强度与位移,用光弹性实验测定了牛腿的应力分布,两方面的结果吻合较好。结果显示,牛腿后加筋板的加强作用不明显。因此,考察了几种简化的牛腿结构及其应力分布,得出了一种合理的简化结构形式,即去掉后加筋板、腹板采用倒梯形形式、去掉下翼缘的一部分。该结构能满足牛腿的承载要求,对其受力状况改变甚小,且节约了钢材,简化了工艺,有利于减轻焊接残余应力和焊缝开裂趋势。     

EASTICRF天线真空馈口热-结构分析

真空馈口是ICRF天线中的一个重要部件,它对ICRF天线起真空密封作用。鉴于真空馈口的重要性和安全性,运用有限元方法对两种形式的真空馈口进行了热和热-结构分析,给出了两种形式的真空馈口上的温度分布和应力分布。结果显示：镀银的真空馈口上的温度变化和应力均小于未镀银的真空馈口上的温度变化和应力,但两种形式的真空馈口上的应力均小于材料的许用应力。分析结果验证了真空馈口结构设计的可行性和安全性。     

蒸汽发生器水室隔板的简化对下部组件等应力的影响

蒸汽发生器内部部件较为复杂,载荷作用下一次侧的力学行为通常会影响管板上部的部件,如支撑板和管束.通过对水室隔板的不同简化建立下部组件的轴对称和三维模型,考察对应力分布及支撑板和管束的影响.研究结果表明:轴对称模型能较为准确地得到应力强度分布,且较为保守.管板在不同模型下的位移差别较大,从而影响管板上部的支撑板以及管束的力学行为.     

钎焊板翅结构残余应力的分布与优化研究

利用有限元法对不同操作条件下的钎焊板翅结构残余应力进行分析。计算结果表明,成型后的板翅结构单元中存在较大的残余应力,最大残余应力出现在钎角附近。钎焊过程中的固化急速冷却速度对钎焊残余应力有显著影响。急速冷却速度越快,越有利于材料性能的提升,但是钎角附近的残余拉伸应力也越大。另外,采用加压组装工艺可在钎焊后的板翅结构中产生残余压应力,有效提高了钎焊板翅结构的服役安全和寿命。     

EPR安全壳高能管道贯穿件应力分析

介绍了EPR机组安全壳高能管道贯穿件的结构特点,并对该类型贯穿件的应力分析方法做了重点描述。高能管道贯穿件的应力分析一般分为两个步骤:首先进行热分析,得到结构的温度分布,并判断温度是否满足安全壳混凝土的温度限值要求;第二步进行热-机械耦合分析,得到结构在各种工况下的应力分布,最后根据RCC-M规范的具体要求进行贯穿件应力的评定。分析过程中考虑结构的轴对称特征,采用平面模型进行简化。本文结合具体算例,采用ANSYS程序进行建模计算分析,并采用RCC-M规范进行了高能管道贯穿件的应力评定。     

清华大学 20MW实验研究堆堆内构件的动力学分析

清华大学20MW实验研究堆采用流行的紧凑堆芯设计模式，其堆内构件包括内外支撑筒、支承板、重水箱、堆芯组件部分。此项研究采用板壳、梁、杆等有限元单元的组合模型对堆内构件进行简化，建立了一个反映其结构特性的有限元整体模型；然后对其进行模态分析、响应谱分析以求得结构的模态参数和实际的厂区地震载荷下的最大响应；最近按照应力响应情况，评定了堆内构件结构设计的合理性。分析结果证明，在地震工况下，堆体结构的应力、位移响应满足安全要求。     

ITER校正场磁体馈线结构分析

基于ANSYS对ITER校正场磁体馈线的结构进行了分析。根据馈线结构特点,对有限元模型进行了简化。通过电磁分析,获取了超导母线的电磁力,研究了电磁力与超导母线支撑间距的关系,并根据结果提出了推荐的支撑间距。在进行馈线模型结构分析时,电磁力按支反力的形式施加,并施加不同的载荷工况,获取了不同工况下馈线的应力及变形数据。分析结果显示馈线结构设计是合适的,满足设计应力准则要求。     

核容器接管内壁角裂纹应力强度因子计算试验

接管是核压力容器的一种重要结构形式,在内压作用下接管内壁角裂纹应力强度因子K_1是规范要求的对该部位作断裂评定的重要依据。用改进的1/4边中节点三维20节点等参奇异元和位移法计算了球接管内壁角裂纹的应力强度因子K_1及其变化分布规律,分析了K_1与裂纹及结构的几何参数关系。所得结果和三维光弹性冻结切片法试验分析结果十分吻合。进一步计算分析了柱接管内壁角裂纹应力强度因子K_1及其与裂纹和结构几何参     

反应堆堆顶和控制棒驱动机构整体抗震分析

通过建立反应堆堆顶和控制棒驱动机构(CRDM)的整体三维有限元简化抗震分析模型,对反应堆堆顶和CRDM进行了三维非线性抗震分析。该分析模型可真实反映CRDM顶部抗震支承板相互之间、抗震支承板与抗震支承环之间的碰撞作用,以及抗震拉杆的拉压非线性特性,进而获得堆顶和CRDM结构各位置的精确分析结果。通过分析,得到反应堆堆顶和CRDM各部位的载荷,可为部件的应力分析提供必要的地震载荷,为CRDM抗震鉴定试验提供加速度时程等输入数据。     

焊接结构中的残余应力

本文讨论了焊接结构中残余应力的性质,包括其大小、方向性、空间分布、范围和种类。以下因素均会对残余应力产生影响：材料性能、材料制造、焊接构件的几何形状和加工工艺、焊接工艺、焊后处理工艺和服役条件。本文给出了板对接焊缝、管对接环焊缝以及表面堆焊中的残余应力分布实例。这些实例表明,不同几何形状的焊接接头,其残余应力的大小和分布是不同的。本文验证了各构件材料的力学性能、热学性能和相组成对残余应力的影响,以及在焊接过程中残余应力对焊道顺序和焊接中所使用约束的敏感性,并采用管材和压力容器的对接环焊缝的一般范例来进一步阐明测量点到焊缝的距离及焊后热处理对残余应力的影响。残余应力的实测值或模拟计算值存在大的分散性和不确定性。这种分散性可能是由测量点或材料性能的差异等系统因素造成的,或者是由所测数据的实验误差、模拟分析时的错误假定,或者是由预先存在的残余应力、记录不全的焊接或制造工艺和未记录的局部修复等未知因素导致的。为了提高残余应力的预测准确度和降低不确定性,需要更好地记录焊接结构及其零部件材料的制造过程、服役史,并更好地理解和分析许多可能影响残余应力的工艺过程。     

ITER磁体过渡馈线的结构设计与优化

国际热核聚变实验堆ITER(Intemational Thermonuclear Experimental Reactor)是正在进行的一项大型国际合作项目.磁体过渡馈线是保证磁体正常工作的重要通道.本文对磁体过渡馈线系统各组件结构进行了设计,利用有限元软件对结构作了初步分析和结构优化.结果表明:现有结构完全满足设计要求;通过对现有结构进行优化,如增设横向筋板、L型加强板,简化超导电流传输线(Busbar)的弯曲结构等,可以达到降低成本、简化结构的目的.     

反应堆压力容器内部大尺寸环形异种金属焊缝残余应力分布研究

获得反应堆压力容器内部大尺寸环形异种金属焊缝残余应力分布可为反应堆压力容器结构设计和制造工艺优化提供指导,通过设计和制造能够代表产品焊接结构形式的镍基合金和低合金钢异种金属焊接结构模拟件,采用轮廓法测试焊接结构模拟件内部纵向残余应力,采用有限元法模拟计算焊接结构模拟件横向和纵向残余应力,获得了整个异种金属焊接接头残余应力分布特征。结果表明:焊缝区域内部纵向残余应力为拉伸应力,峰值应力达到500 MPa左右,并且表层应力大于内部应力,峰值应力出现在距下表面3 mm和24 mm位置;横向残余应力在焊缝区域从上表面到下表面的分布为拉应力-压应力-拉应力,压缩横向残余应力峰值达到?300 MPa,出现在距下表面约18 mm位置。本文研究可为焊接结构设计提供理论指导。      

基于流固耦合的铅铋回路冷却器应力分析

基于流固耦合的方法对KYLIN-II液态铅铋回路中的冷却器进行了应力分析与强度评定.首先在ANSYS Fluent中进行计算流体动力学CFD(Computational Fluid Dynamics)分析,获得了冷却器中准确的温度分布;然后将冷却器的温度以热载荷的形式导入ANSYS Mechanical软件中,并考虑流体的静压载荷,设计了两种不同工况,开展冷却器结构静力分析;最后基于JB 4732-95标准对计算结果进行应力分类和强度评定.结果表明,换热管与管壳连接处存在应力集中现象,但结构仍然满足强度要求,冷却器的结构设计方案合理、可行.     

蒸汽发生器干燥器气动噪声分析研究

通过建立蒸汽发生器干燥器结构有限元分析模型,完成了干燥器结构振动特性分析和气动噪声分析研究。通过振动特性分析确定干燥器内部结构薄弱板部件,对干燥器薄弱板部件进行气动噪声分析研究,包括最大静压和最大压力功率谱密度分析研究,探究干燥器结构在气动噪声载荷下的结构强度及疲劳特性。研究结果表明:干燥器结构主要的薄弱板部件是竖直分隔板和均汽网结构;最大静压值和最大压力功率谱密度研究中,竖直分隔板、均汽网结构和声压力波回传方向板部件最大应力强度出现在均汽网结构位置,但小于限值,满足RCC-M规范要求。     

堆芯下支承板应力评定等效模型的适用性研究

针对堆芯下支承板结构在应力分析中由于多孔结构特性所带来的计算困难,结合ASME规范中的计算方法,在假设其适用于等腰三角形孔洞排布方式的基础上,建立了相应的简化等效实心板有限元模型。通过对三维实体模型和等效模型的分析计算,比较两个模型在典型评定路径及孔洞附近实体部位的最大薄膜加弯曲应力,研究该堆芯下支承板等效模型用于应力评定计算的适用性。结果表明:依据ASME规范所建立的等效实心板模型可以作为堆芯下支承板的等效模型应用于相应的应力评定计算中,并且其计算结果具有一定的保守性,可以为后续的应力分析与审核计算提供参考。     

核电厂余热排出系统热交换器管板的有限元计算方法

利用ABAQUS软件对AP1000核电站中的非能动余热排出系统热交换器的管板结构进行了分析计算,研究了国内外对于热交换器管板的当量实心板理论,并将其应用于有限元分析。通过对弹性常数和应力强度的修正,考虑了布管区的刚度削弱和强度削弱,并且通过建立三维带孔管板模型,验证了该等效修正方法的可行性和可靠性,得到管板结构上一次应力的分布情况,并校核了一次应力强度。     

核容器接管内壁角裂纹应力强度因子计算试验(英文)

接管是核压力容器的一种重要结构形式,在内压作用下接管内壁角裂纹应力强度因子K_1是规范要求的对该部位作断裂评定的重要依据。用改进的1/4边中节点三维20节点等参奇异元和位移法计算了球接管内壁角裂纹的应力强度因子K_1及其变化分布规律,分析了K_1与裂纹及结构的几何参数关系。所得结果和三维光弹性冻结切片法试验分析结果十分吻合。进一步计算分析了柱接管内壁角裂纹应力强度因子K_1及其与裂纹和结构几何参数关系。在计算分析的基础上所得出的计算核压力容器接管内壁角裂纹在内压作用下的应力强度因子K_1的近似公式简单而又偏保守,且为三维光弹试验所证实,可供工程参考使用。     

核电站蒸汽发生器管板三维有限元应力分析及其工程应用

一、概述蒸汽发生器管板上与二次侧筒身相连,下与封头、水室隔板相连(图1)。管板上孔的排列形式为正方形排列,对正方形排列孔板的计算,目前,ASME规范中尚无明确规定,而对等边三角形排列的圆孔板的应力分析有规定(ASME附录A-8000),若     

基于一体化三维数值模拟的中国实验快堆冷钠池及其堆内构件热工特性分析

建立中国实验快堆(CEFR)池式堆本体全尺寸三维模型,进行堆本体冷钠池、热钠池、主容器冷却系统等主要部件的一体化、三维数值计算。通过对热钠池进行部分简化,为冷钠池计算提供更接近实堆运行工况的边界条件,获得CEFR在额定功率稳态工况下冷钠池及其堆内构件三维热工参数,为其结构应力评定及部件设计提供关键输入。计算结果表明:冷钠池内液钠的流动较为复杂,上冷池内流动较为明显;由于冷池中板的阻隔作用,下冷池流动较为微弱。此外,冷钠池内会出现较为明显的热分层现象,使得冷钠池内竖向支承肋板及其堆内构件沿高度方向产生约30℃温差,对其结构强度设计提出更高的要求;主容器冷却系统出口被加热的液钠对上冷钠池的温度、流动分布也有一定影响。本研究为钠冷池式快堆事故安全分析、关键堆内构件结构应力评定及设计提供重要热工输入参数。     

热管堆堆芯基体结构高温力学行为分析

为研究热管堆堆芯基体结构高温下的热应力失效行为,以简化的多孔基体结构为研究对象,结合Megapower 5 MW（热功率）热管堆的设计参数,制定了正常工况和异常工况2种工况下的高温试验方案,其中异常工况考虑了单根热管失效。宏观检测结果显示基体结构未发生明显的变形与失效,结合数值分析方法获得了基体结构在2种工况条件下的温度分布和应力-应变响应,进一步说明了在试验条件下基体结构并不会发生静强度失效和塑性垮塌失效。本研究为明确热管堆堆芯基体结构的强度设计准则奠定了基础。