钛合金材料弹塑性修正因子研究

对核级设备的疲劳分析计算通常是采用美国工程师机械学会(ASME)或法国《压水堆核岛机械设备设计和建造准则》(RCC-M)规定的简化弹塑性疲劳分析方法。进行简化的弹塑性疲劳分析需要确定弹塑性修正因子(Ke)及其相关参数。规范给出了核级设备常用材料的Ke基于大量试验数据拟合的经验公式及其相关系数。但目前,规范并没有提供钛合金材料的这些相关数据。由于试验获取钛合金材料Ke需要耗费大量时间和物力,因此,通过数值分析方法获取钛合金材料的Ke,并验证核级设备常用材料规范提供的经验公式是数值分析方法获取Ke的包络值,同时确定包络的最小保守裕量。以此为依据,确定钛合金材料Ke的表达式及其相关系数,以满足钛合金TA17的简化弹塑性疲劳分析要求。     

钛合金材料弹塑性修正因子研究

对核级设备的疲劳分析计算通常是采用美国工程师机械学会(ASME)或法国《压水堆核岛机械设备设计和建造准则》(RCC-M)规定的简化弹塑性疲劳分析方法。进行简化的弹塑性疲劳分析需要确定弹塑性修正因子(Ke)及其相关参数。规范给出了核级设备常用材料的Ke基于大量试验数据拟合的经验公式及其相关系数。但目前,规范并没有提供钛合金材料的这些相关数据。由于试验获取钛合金材料Ke需要耗费大量时间和物力,因此,通过数值分析方法获取钛合金材料的Ke,并验证核级设备常用材料规范提供的经验公式是数值分析方法获取Ke的包络值,同时确定包络的最小保守裕量。以此为依据,确定钛合金材料Ke的表达式及其相关系数,以满足钛合金TA17的简化弹塑性疲劳分析要求。     

钛合金TA16弹塑性修正因子数值分析方法研究

本文对核级规范提供的奥氏体不锈钢材料的弹塑性修正因子(KE)的各种敏感因素进行数值验算,确定了不锈钢材料Z2CND18.12(控氮)简化弹塑性疲劳分析所需KE与规范限值之间最小保守裕量为12%。基于钛合金TA16的单轴拉伸、应变循环和应力循环试验,确立了TA16在30℃和350℃的Chaboche本构模型参数。基于TA16的本构模型参数,对TA16开展各种敏感因素下的弹塑性分析,并参考奥氏体不锈钢的KE表达式和Z2CND18.12(控氮)的KE最小保守裕量迭代计算出TA16的相关系数。TA16的相关系数A、B、C、m、n分别为1.37、1.26、1.37、2.0和0.25。     

TA16钛合金微动磨损特性

采用PLINT微动磨损试验机,进行TA16钛合金传热管与0Cr18Ni9不锈钢实心圆柱体配副件的微动磨损特性试验.试验条件为:常温、法向载荷为50 N和80 N、位移幅值为80～200μm、频率为2Hz.结果表明,法向载荷和位移幅值对材料损伤程度和损伤机制产生显著影响.材料损伤程度随位移幅值、载荷的增加显著增加,而微动...     

TA16钛合金在后处理模拟溶液中的腐蚀行为

对TA16钛合金在后处理模拟溶液中的腐蚀行为进行了研究.结果表明,TA16钛合金的均匀腐蚀速率随着温度的降低而减少;金属离子特别是铬离子对腐蚀有明显的抑制作用;TA16钛合金的腐蚀行为基本上相当于Ti-5%Ta钛合金的腐蚀行为,但不含原料价格较贵的金属钽.     

核设备弹塑性疲劳分析方法研究

核电设备在运行寿命期间承受温度、压力变化恶劣的瞬态,应力交变幅值通常会超过材料的屈曲极限,此时简化弹塑性疲劳分析很难满足ASME规范要求。本文基于应变的塑性疲劳分析研究了去除简化弹塑性疲劳分析的保守性,并对蒸汽发生器给水管与管接头的塑性疲劳分析进行了研究。结果表明塑性疲劳很好地去除了简化弹塑性疲劳分析带来的保守性,本文方法很好地解决了工程实践中恶劣瞬态条件下的疲劳问题。     

核辐射探测系统仪器修正因子及其测定

众所周知,核辐射服从统计规率,因此在测定放射性核素的特性,如活度、半衰期、γ射线分支比等,在核技术应用方面,如活化分析等,必须使用较强的放射源。由于探测器对射线有一定的响应时间,因此对测量结果的死时间修正是很重要的,还有脉冲堆积、放大器的过载和阻塞,阈漂移对信号记录的影响,这些因素都随计数率而变化。对死时间的影响可通过实验测定来修正,也可通过在测量系统中增设死时间控制器、     

平面源模型对就地谱仪角度修正因子影响研究

随着伴生放射性矿开采利用、核技术应用、核工业发展,核与辐射应急准备成为监管和行业部门的一项重要工作。就地谱仪具备快速现场监测能力,成为一种重要应急设备。应急准备工作中,必须对就地谱仪角度修正因子和标准偏差进行校准。采用MCNP模拟计算和试验验证,建立一种就地P型HPGe谱仪探测器模型。依据平面源模型,MCNP模拟计算不同探测器高度、不同角和不同γ能量的相同半径平面源的探测效率,以及模拟计算相同探测器高度、不同角、不同γ能量的不同半径平面源的探测效率,进而分析其角响应因子、角度修正因子和相对标准偏差。研究结果表明,探测器高度1 m、2 m、3 m、4 m情况下,其角响应因子和角度修正因子相对标准偏差小于2.5%;平面源半径3.5 cm、4.0 cm、4.4 cm情况下,其角响应因子和角度修正因子相对标准偏差小于1.7%;其角度修正因子是能量的自然对数的分段函数,在45～120 keV为指数函数,在120～3 000 keV为线性函数。     

压水堆材料冷却剂环境疲劳修正因子研究

本文对考虑压水堆一回路冷却剂环境对材料疲劳影响的环境疲劳修正因子Fen进行研究,结合核电厂延寿需求,确立基于环境疲劳修正因子的疲劳分析流程。针对典型接管嘴结构,采用考虑瞬态应力时间历程的应变增量方法计算转换应变率和Fen,对比了环境修正对疲劳结果的影响。考虑环境影响后,奥氏体不锈钢的疲劳使用系数增大3.2倍,低合金钢的疲劳使用系数增大8.5倍,冷却剂环境对疲劳寿命的影响显著。将考虑环境影响后的疲劳使用系数与EPRI导则的计算结果进行对比,二者计算结果接近,验证了考虑瞬态组合的环境疲劳修正因子分析计算方法的正确性。     

点源模型刻度就地谱仪角度修正因子影响研究

对于核与辐射事故应急,就地谱仪现场监测辐射事故污染的程度和范围,利于现场指挥快速科学决策。应急准备的一项重要工作是就地谱仪准确校准角度修正因子及其相对偏差及其海拔高度适宜性。采用MCNP模拟计算和试验校准,建立一种就地P型高纯锗谱仪探测器模型。根据就地谱仪校准角度修正因子的点源模型,理论计算其初级γ射线注量率和MCNP模拟计算探测器高度1 m、2 m、3 m、11种入射角和11种γ能量的点源探测效率,以及500 m、2 261 m、3 650 m海拔高度,探测器高度1 m、11种入射角、3种γ能量的点源探测效率和初级γ射线注量率,进而分析其角响应因子、角度修正因子和相对标准偏差。研究结果表明,点源距离大于1 m情况下,其角响应因子和角度修正因子相对标准偏差小于4.35%;海拔高度500～3 650 m情况下,其角响应因子和角度修正因子相对标准偏差小于1.2%;其角度修正因子是能量的自然对数的分段函数,在120～3 000 keV为线性函数,在45～120 keV为指数函数。     

连续测氡方法迭代修正因子的理论计算与实验测定

研究了一种连续测量环境氡浓度的方法,该方法需确定前次测量对当次测量的影响,即迭代修正因子。推导了适用于上述连续测氡方法的迭代修正因子的理论公式,并计算了迭代修正因子的理论值。用基于上述方法研制的NRL-1型氡连续测量仪进行了迭代因子的测量,并对测量结果的影响因素进行了讨论。结果表明,理论计算结果与实验测量结果符合较好,迭代修正因子仅与取样时间和测量时间有关。     

利用中子CT技术定量分析钛合金含氢量的理论研究

钛合金机械性能受氢含量的影响,由于中子与氢反应截面相对于钛合金基底要大得多,因此中子照相技术在钛合金氢含量定量分析中具有潜在应用价值。为将中子照相技术应用于钛合金含氢量定量分析中,提出了通过钛合金标准件与含氢样品的中子CT图像获取氢分布状况的方法;推导出计算钛合金含氢量的公式,并通过蒙特卡罗方法模拟了不同厚度、不同含氢量的钛合金来验证该公式的正确性。     

确定反应堆核功率刻度中修正系数的新方法

基于Westcott理论刻度反应堆核功率是目前应用最为广泛的方法,但该方法需要用到大量的修正参数,而修正参数在很大程度上依赖于基于某些特定堆型的经验公式,非常繁琐。本工作利用MCNP程序对堆芯乃至堆芯内活化箔的布置情况进行精确描述,通过理论计算直接得到活化箔活性与反应堆核功率之间的关联系数,从而直接用实验测得的堆芯中子注量分布及归一点的活化箔活性导出反应堆的功率。该方法具有简单、准确度高、适用范围广等特点。本工作以300＃反应堆为例,将理论计算结果与实验测量结果进行了比较,验证了该方法的可行性。     

TA16传热管的断裂韧度测试方法研究

近年来,以蒸汽发生器传热管为代表的小尺寸管材的断裂韧度评价方法受到了日益关注。本文设计了一种可用于TA16传热管断裂韧性测试的含径向裂纹C形试样,基于弹塑性有限元分析获得试样的应力强度因子K和J积分的计算式。采用规则化法完成了TA16传热管的断裂韧度试验,试验结果表明,不同试样得到的J阻力曲线和条件启裂韧度J_Q的分散性均较小,J_Q均值为32.875 MPa•mm,标准差为1.377 MPa•mm。     

球形石墨空腔电离室壁修正因子的Monte-Carlo模拟和实验测量

采用Monte-Carlo模拟和实验测量两种方法对30cm³球形石墨空腔电离室在⁶⁰Coγ射线下的壁修因子Kwall进行研究。实验和模拟计算结果的比较表明，传统的线性外推法确定的壁修正能基准组的30cm³和50cm³球形石墨空腔电离室在⁶⁰Coγ射线下的相对电离电流和壁修正因子进行了Monte-Carlo模拟计算，计算的相对电离电流值与NIST发布的实验测量值在0.12%内吻合。     

铀生产工艺设备中滞留量测量的自吸收校正方法

实现铀生产工艺设备中滞留量的准确测量是核材料衡算与控制过程的一个关键点。由于γ射线的自吸收效果显著,工艺设备几何结构特殊,无法采用常规校准方法进行数据处理。本文开展该情况下的自吸收校正方法研究,在物料厚度、介质成分、几何参数不确定的条件下,初步建立了自吸收二维校正模型。模拟样品验证表明,建立的自吸收二维校正模型满足铀生产工艺设备滞留量测量的需求。     

功率因数校正的数字化控制

高能加速器的电源系统是加速器最大的电能使用系统,提高加速器的运行效率和经济性一直是电源系统的目标。为提高开关电源的功率因数,在数字化开关稳流电源的基础上,设计了一种功率因数校正(PFC)的数字控制方案。重点阐述了基于硬件描述语言(VHDL)的数字控制环的算法、多通道模数转换器(ADC)的控制和脉宽调制(PWM)信号的产生,以及如何将其作为片上系统的用户外设。经测试表明,该方案有效地提高了开关电源的功率因数,达到了预期的设计目标。