反应堆压力容器法兰密封分析程序系统——瞬态耦合热弹塑性接触分析

提出了一种用于反应堆压力容器法兰密封系统密封分析的瞬态耦合热弹塑性接触有限元分析方法,在弹性接触问题有限元混合法的基础上,把材料非线性和表面非线性两种迭代过程耦合求解,在瞬态温度场分析中将伽辽金法和向后差分法结合起来,并用混合法进行热接触迭代,把瞬态温度场分析和弹塑性接触分析耦合。根据这套方法编制了完整的反     

力学不均匀焊接接头的J积分路径无关性研究

采用MARC有限元程序提供的虚拟裂纹扩展方法,计算了平面应变条件下不同强度匹配的含平行裂 的三点弯曲焊接接头模型在不同载荷下的J积分。计算结果表明了焊接接头中J积分的路径无关性,并对焊接结构中弹塑性J积分的应用奠定了基础。     

反应堆压力容器法兰密封分析程序系统——瞬态耦合热弹塑性接触分析(英文)

提出了一种用于反应堆压力容器法兰密封系统密封分析的瞬态耦合热弹塑性接触有限元分析方法,在弹性接触问题有限元混合法的基础上,把材料非线性和表面非线性两种迭代过程耦合求解,在瞬态温度场分析中将伽辽金法和向后差分法结合起来,并用混合法进行热接触迭代,把瞬态温度场分析和弹塑性接触分析耦合。根据这套方法编制了完整的反应堆压力容器法兰密封系统冷热态密封分析程序,其中还包括前后处理程序。程序系统模块化,自动化程度高,稳定性好,人机界面友好,已成功地用于核压力容器模拟体的分析。数值分析结果和实验结果吻合良好,并已应用于大型工程实际问题的分析,所得结果完全符合工程设计要求。     

反应堆压力容器密封系统瞬态热弹塑性接触的高效解法

本文在自行开发的三维瞬态密封分析程序的基础上,采用弹塑性小变形问题的非线性求解方法、接触问题的混合求解算法、接触传热有限元混合法、线性方程组求解器等方法,提高了计算效率,并对三维瞬态密封分析程序中相应的计算和分析模块进行了修改和补充。应用改进后的分析程序对压力容器模拟体进行密封分析,计算效率提高了一倍以上。     

10MW高温气冷堆压力容器主法兰结构的有限元接触分析

10MW高温气冷堆（HTR－10）压力容器主法兰是HTR－10的关键结构部件,对HTR－10的正常运行起着重要作用。HTR－10压力容器主法兰采用主螺栓进行联接,采用一道金属“O”形环和一道“Ω”环进行密封。该研究课题对此主法结构进行了弹塑性接触计算,利用有限元分步加载技术模拟了主螺预紧以及加压过程中主法兰的应力和位移情况。计算采用二维轴对称结构模型和MSC MARC2000有限元程序。结果表明,无论是预紧状态还是设计压力状态。HTR－10主法兰能满足强度要求,“O”形环和“Ω”环也都有满足密封要求。     

特殊机械密封结构的密封特性分析

使用MSC.Marc软件对国内某核电站改造项目中使用的特殊机械密封结构进行了有限元分析,对其密封特性有了新的了解.同时将计算结果作为后续应力分析和疲劳分析的边界条件,节省了试验或实际操作的成本.     

液态金属冷却反应堆主容器双向密封特性分析

液态金属冷却反应堆是第四代反应堆的重要堆型,一回路采用池式布局以液态金属作为冷却剂。该类堆型具有较高安全性,一回路覆盖气体压力较低是重要的系统特征。在正常运行下,主容器内气压为负压,而在基准事故下,主容器内部气压上升而转变为正压。因此主容器的气体密封需具有气体双向密封能力以同时满足内部负压强和正压强的气体密封要求。本文根据双气压模式的特点,通过在主容器与顶盖连接处布置双道金属C型密封环实现双向密封的功能。并以典型主容器密封为例,利用有限元分析获得了金属密封环在正负两种气压模式下的非线性响应,包括回弹曲线、径向滑移量和接触应力,再通过泄漏理论得到主容器的密封性能参数。计算分析结果表明,主容器的气体双向设计密封性能良好,能够保证密封要求,可为有类似环境要求的主容器密封提供一定参考。     

形状记忆合金在法兰密封连接中的应用

形状记忆合金的记忆效应和超弹性可以用来补偿法兰密封连接由于蠕变松弛所造成的密封压紧力下降,提高法兰密封连接的可靠性.本文概述了目前国外形状记忆合金在法兰密封连接中的应用研究现状,对Ti-Ni-Pd、Ti-Ni-Hf、Fe-Mn-Si、Cu-Al-Ni和Ni-Al-Mn等合金在法兰连接上的应用前景作了初步探讨.分析认为,将形状记忆合金用于法兰连接中,除了需要考虑法兰密封连接的结构设计外,还需要积累大量基础研究数据,深入研究其记忆效应和母相状态下的压缩回弹特性,从而在对密封压紧力的稳定性和可靠性进行综合考虑后,开发出适用的高性能法兰密封连接.     

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。     

深基坑开挖工程的三维有限元分析

本文从工程实践需要和当前的基坑工程研究现状出发，结合当前天津软土地区最大的深基坑工程，采用大型有限元分析软件ANSYS，对基坑开挖变形性状进行了三维非线性有限元分析，并将分析结果与实际测量数据进行了比较。分析方法和所得结论可为以后类似工程研究与设计提供有益的经验。     

带间隙支座的管道系统有限元动力分析

用动力接触有限元法对带间隙支座的管系非线性动力响应进行分析。将此非线性问题分成未碰和已碰两个阶段来处理 ,各阶段分别对应两个不同动力特性的线性系统。在未碰阶段管道尚未与支座接触而能在间隙中自由运动 ,当满足用位移表示的动力接触条件时 ,管道碰到支座 ,进入已碰阶段。在已碰期间支座被简化为弹性杆元 ,通过杆元中内力的符号变化来判断管道何时脱离支座 ,再回到未碰阶段。管道与支座的碰撞激发出系统的高阶振型 ,导致系统能量由低阶模态向高阶模态转移。给出了不同间隙对管系动力响应影响的算例     

核电厂主蒸汽管道阻尼减振与抗震分析

增设阻尼器是处理核电厂主蒸汽管道振动与地震冲击问题的主要方法。本文利用Sap2000软件建立核电厂主蒸汽管道的有限元模型,分析出了管道的固有频率、振型等动态特性。分析结果表明,平动是主要的影响振型。本文应用非线性动力时程分析计算蒸汽管道在33 Hz频率下的振动及地震响应,得到了管道加设阻尼器前后的振动位移和振动速度数据,并进行了比较,探讨了阻尼器在管道减振与抗震中的应用效果。结果表明,在不改变管道原有结构、不影响管道正常工作的前提下,安装液体黏滞阻尼器可以对主蒸汽管道产生减振与抗震的效果。     

核容器法兰密封系统密封性能数值分析

一文提出了一种用于反应堆压力容器法兰密封系统密封分析的瞬态耦合热弹塑性接触有限元分析新方法，编制了完整的瞬态密封分析程序系统。并已成功地用于工程实际问题的分析，和实验结果吻合良好。     

蒸汽发生器试验本体快速冷却过程中主蒸汽法兰泄漏有限元分析

采用线弹性瞬态热固耦合有限元方法对高温气冷堆蒸汽发生器试验本体主蒸汽法兰在快速降温试验过程中出现的泄漏现象进行了分析。建立了主蒸汽联箱及法兰螺栓连接模型，模拟了主蒸汽法兰的预紧、加压、升温和瞬态降温过程，分析得出了导致法兰密封结构泄漏的主要因素是快速降温过程中法兰的局部变形及螺栓残余预紧力降低，导致密封面张开量大于金属O型环的可靠密封回弹量。在此基础上模拟了不同降温速率下法兰密封面的张开位移，结果表明，限制蒸汽降温速率可改善压力容器法兰的密封性能。     

反应堆结构的三维非线性地震分析

建立反应堆结构三维非线性有限元模型,采用总体瑞利阻尼、局部材料阻尼和弹簧单元阻尼相结合的方法解决部件间的阻尼差异问题,导出燃料组件的等效间隙与等效刚度计算公式并真实地模拟了带间隙的同心圆部件间的接触、动态变化的预紧力和摩擦效应。随后,以同时满足响应谱和功率谱包络性要求的非平稳地震位移时程作输入,开展反应堆结构的非线性地震分析,得到结构在安全停堆地震(SSE)下的地震响应,为反应堆结构的三维非线性抗震研究提供借鉴。     

弯头地震非线性响应及抗震设计规范保守性研究

通过对比研究1995版和2002版的ASME规范中管道抗震评价部分的相关内容,深入探讨了ASME规范在降低其保守性所做的努力。定义规范保守性因子,以便定量研究规范保守性,同时开展弯头在地震载荷作用下的线性与非线性响应研究,深入探讨了材料非线性、几何大变形和内压对弯头的地震响应的影响,并基于弯头的地震响应计算结果,分析了ASME规范中管道抗震评价部分的保守性。计算结果表明,ASME规范对管道系统抗震评价的保守性较大。     

主循环泵惯性飞轮完整性分析

核反应堆主循环泵上安装储能飞轮，能够为反应堆在断电事故下提供冷却剂，避免堆芯损坏。储能系统的结构完整性直接关系到反应堆的安全。本文采用非线性接触算法，利用有限元软件对主循环泵飞轮进行完整性分析。考虑过盈、额定转速和超速等载荷工况，从结构强度和断裂力学两方面进行了分析。计算结果表明，飞轮的结构强度及假想缺陷处应力强度因子均满足标准要求，在规定工况下能够保证其结构完整性。     

飞机撞击核岛屏蔽厂房的有限元分析

采用经典的显式有限元动力程序LS-DYNA,模拟商用大型飞机对核岛屏蔽厂房的撞击,混凝土有限元动力模型采用Holmquist-Johnson-Cook模型,用来模拟混凝土在大应变、高应变率下的非线性性能,同时评估屏蔽厂房的抗飞机撞击能力。     

乏燃料贮存格架时程分析方法

乏燃料贮存格架是用于贮存换料后的乏燃料组件的重要设备,其自由放置在核电厂乏燃料水池中,在地震载荷下的响应属于非线性响应,包含了各种复杂的运动:滑移、碰撞、扭转、倾覆等。为了准确描述上述非线性响应,本文建立了乏燃料贮存格架整池有限元模型并进行非线性时程分析,考虑了滑移、碰撞、摩擦等影响因素,同时还考虑了乏燃料贮存格架在水池中的流固耦合效应。通过时程分析得到了乏燃料贮存格架在地震载荷下的位移、载荷等计算结果。该方法可用于乏燃料贮存格架的抗震分析。     

核电厂主管道支管与阀门接管焊缝失效原因分析

针对秦山核电厂某机组主系统二环路流量测量管支管管座与一次根阀管道焊接接头熔合区出现的局部贯穿性裂纹进行失效分析。通过对裂纹端面的宏观、扫描电子显微镜(SEM)观察,对端面不同区域进行元素成分分析,并对截面进行金相组织分析、晶粒度分析、接头有限元分析。结果表明,在接管焊缝根部位置产生了疲劳裂纹,裂纹由内表面向外表面扩展,并在内部流体作用下演化为腐蚀疲劳裂纹。