动态载荷下奥氏体不锈钢管道LBB环向贯穿裂纹稳定性实验及理论分析方法研究

管道环向贯穿裂纹是否稳定是评判管道是否满足破前漏（LBB）设计准则的标准之一,为确保LBB技术安全可靠,对管道环向贯穿裂纹在动态载荷下的稳定性进行实验研究。采用水平冲击机对含环向贯穿裂纹的管道依次进行加载速度为1.22、2、3、4 m/s的高温不带运行压力的冲击实验,以获得各应变率下的实验极限载荷值,并与工程理论分析计算结果进行比较。分析表明:奥氏体不锈钢管道环向贯穿裂纹在动态载荷下的失效模式为塑性失稳;经实验验证,在工程中对承受动态载荷的奥氏体不锈钢管道进行LBB分析时,采用美国核管会标准审查大纲3.6.3破前漏评估程序（SRP 3.6.3）中的极限载荷理论分析方法具有较高的工程安全性,若同时选用准静态下的材料力学性能,则工程安全性更高。      

敷设阻尼加筋外地板结构振动声辐射特性研究

结合声学分析软件建立高速列车加筋外地板结构有限元模型,研究阻尼材料对加筋外地板声辐射特性的影响,并探究面板厚度、结构阻尼系数和阻尼材料对外地板隔声量的影响。研究结果表明:敷设阻尼层能够有效抑制外地板的声辐射,但不是越厚越好;增加面板厚度及结构阻尼系数能够提高外地板的隔声量;阻尼层厚度存在临界值,此时外地板隔声量最大。加筋外地板敷设树脂类阻尼且增大结构阻尼系数,声学性能较理想。     

反应堆系统地震载荷下动力响应计算的不确定性分析

反应堆结构在地震载荷下的动力分析是反应堆系统安全设计的重要环节。反应堆系统的关键参数由于计算误差、制造工艺和安装过程中的随机和其他不可控误差影响,通常存在一定的不确定性。本文开展了反应堆系统中结构参数不确定性对地震载荷下系统动力响应的影响研究。应用最大熵原理,建立描述反应堆系统部件间接触刚度和间隙的概率密度分布函数。应用马尔科夫链蒙特卡洛采样（MCMC）技术,对系统关键参数进行采样,建立不同参数下地震响应的输入输出数据池,基于数据池考察反应堆系统不同位置和部件的动力响应分布。研究表明,上、下堆芯板附近的动力响应的不确定性存在不同分布。本文所述研究对评价反应堆系统地震分析模型的鲁棒性和动力响应结果的可靠性提供了定量分析手段。      

统计能量分析参数灵敏度的区间分析法

统计能量分析是目前舰船、运载火箭、汽车和核反应堆等领域解决高频段振动及噪声问题的有效方法之一。基于非保守耦合统计能量分析的功率流平衡方程,将子系统的内损耗因子、耦合损耗因子和由耦合阻尼引入的内损耗因子增量作为设计参数,而将子系统的模态能量作为决策目标,提出了一种基于区间技术的参数灵敏度分析方法。通过给出的灵敏度因子矩阵的每一行来显示不同的设计参数对同一个决策目标的敏感性大小,而通过给出的灵敏度因子矩阵的每一列来显示同一个设计参数对不同决策目标的敏感性大小。研究内容是对统计能量分析理论以及参数灵敏度分析理论的进一步研究和补充。     

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。     

反应堆结构的泵致振动噪声研究

先进的振动噪声预报与减振降噪分析技术对于降低结构的振动噪声水平具有重要意义。为了进行准确的噪声预报,需要采用合适的方法并建立噪声预报模型进行计算分析。针对反应堆及一回路系统,首先研究了振动噪声预报分析方法的变量参数及其影响规律,研究比较了声学分析方法包括直接边界元法、声学有限元自适应层方法、自适应阶次有限元声学法、声学有限元自适应层方法联合自适应阶次有限元声学法;其次,联合有限元法和声学边界元法,研究了耐压壳模型对振动噪声的影响,得到了加强筋、双层壳对系统振动特性及辐射噪声的影响规律。基于研究结果,建立了声振计算模型,开展了减振效果评价、声辐射分析及减振措施研究,得到了典型传递路径的振级落差、通过耐压壳辐射的声压级和外声场以及不同减振措施的减振降噪效果。      

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。     

一回路系统整体支承结构多保真度力学模型的配型和更新研究

反应堆及一回路系统整体支承结构设计需同时满足减振和抗冲击的力学要求，相应地需建立不同保真度的力学模型。首先应用相关性分析，对反应堆及一回路系统整体支承结构多保真度力学模型（包括高保真度力学模型和低保真度力学模型）的静力和动力特性匹配性进行了定量研究；然后应用贝叶斯参数估计方法对低保真度力学模型（简化模型）进行模型更新，以提高其与高保真度力学模型（详细模型）的匹配性。本文所提出的多保真度力学模型间的匹配和单向更新策略为后续结构力学性能多目标优化奠定了基础。