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将核燃料的裂变气体肿胀与静水压力计算相耦合,并考虑重要的辐照蠕变,编制了定义其复杂力学本构关系的子程序。将定义各部分材料热-力学本构关系的用户子程序引入ABAQUS软件,获得了燃料板细观尺度下辐照-热-力耦合行为的计算模拟方法,并计算分析了核燃料裂变气体肿胀的静压效应。与不考虑裂变气体肿胀静压相关性的计算结果对比发现,在裂变气体肿胀计算中引入静压的影响,将使得核燃料颗粒内的辐照肿胀应变显著减小,引起板内最高温度降低,并减弱燃料颗粒和基体间的力学相互作用,减小燃料颗粒内的等效蠕变应变,致使基体内最大Mises应力和第一主应力减小。 相似文献
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UMo/Zr单片式燃料板在堆内辐照环境下会经历复杂的多场耦合及多尺度关联的行为。针对均匀辐照的堆内工况条件,建立了对UMo/Zr单片式燃料板的堆内行为进行多尺度模拟的方法,并计算分析了元件的温度场、变形和主要应力场随燃耗演化的规律,获得了芯体与包壳界面层间应力的分布与演化规律。研究结果表明,芯体的最高温度会随着辐照时间持续增长;芯体厚度随着辐照时间而增大,在靠近芯体的边界附近厚度增长较多,与辐照后相关检测结果相符;芯体的Mises应力要远小于包壳中的Mises应力;芯体和包壳界面正应力最大值位于靠近芯体角部的位置,界面角部区域较大的界面拉应力易导致此处首先产生界面破坏。 相似文献
3.
针对UMo合金单片式核燃料板锆合金包壳材料应变率相关的力学本构关系,推导出其三维应力更新算法,相应地编写了定义其本构关系的VUMAT子程序并验证了程序的正确性;建立了对UMo合金单片式板元件的框架轧制过程进行计算模拟的有限元模型;利用显式动力有限元法,计算分析了复合坯内部的变形以及接触压强在轧制过程中的演化规律。研究结果表明,利用VUMAT用户材料子程序能方便正确地定义材料应变率相关的本构关系;燃料芯体与盖板之间的轧制接触压力随时间而演化,在靠近宽度方向的对称面处具有最大的接触压力。本研究为优化UMo合金单片式核燃料板的制造工艺参数提供了理论基础和计算手段。 相似文献
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