含整圈周向裂纹厚壁圆筒在内压和轴力共同作用下的极限载荷-简化滑移线场解

采用简化的滑移线场理论,推导出了含整圈环向裂纹厚壁圆筒在内压和轴力共同作用下的理想弹塑性材料极限载荷表达式,并采用有限元方法进行了验证.结果表明,对于含内表面裂纹的圆筒,其极限载荷解可由基于简化滑移线场的极限载荷解与无裂纹圆筒极限载荷解共同确定.有限元验证结果显示,理论解与有限元结果非常一致,且偏于保守.对含外表面裂纹的圆筒,其基于简化滑移线场的极限载荷解只适用于非常深的裂纹.其它情况建议使用基于Mises准则的解.     

三段幂次J积分估算方法的验证与改进（一）

本文对三段幂次J积分估算方法进行了计算验证,分析了该方法的误差原因,并提出了改进措施。     

硬度的检验和控制对Cr5Mo工艺管线安全运行的意义

Cr5Mo管线的9个失效案例分析表明其失效原因是过高的硬度对脆性断裂及应力腐蚀开裂十分敏感。并由于9个失效案例都发生在360℃以下服役的管道上,表明管道上原有的高硬度马氏体组织在较低温度下不易加火软化。     

三段幂次J积分计算方法的验证与改进（二）

本文提出了一种新的非Rambere-Osgood关系材料含缺陷结构J积分估算方法。该方法用多段幂函数表示材料的应力—塑性应变关系,然后用分段计算和迭加的方法计算J积分的塑性分量。文中用有限元素法对此方法进行验证,结果令人满意。     

厚壁圆筒在内压和轴向力复合载荷作用下的极限载荷

基于理想弹塑性材料假设和Von—Mises屈服准则,考虑厚壁圆筒三向应力分布的不均匀性以及圆筒的几何特性,推导给出了厚壁圆筒在内压和轴向力共同作用下的极限载荷表达式。文中的理论解与前人的解比较结果表明,文中的解比现有解精确,用于薄壁圆筒时,其解与现有的薄壁解一致。     

反应堆压力容器用钢断裂韧度的表征方法及其统计模型

简要介绍了目前反应堆压力容器(RPV)用钢断裂韧度的两种表征方法——基于参考无延性转变温度(TNDT)的下限曲线法和基于参考温度(T0)的主曲线法,并阐述了断裂韧度的典型统计模型,以表征断裂韧度试验数据的分散性。基于所开发的概率断裂力学(PFM)分析程序,分析了不同统计模型对承压热冲击(PTS)条件下含缺陷RPV失效概率的影响,为国产RPV用钢断裂韧度数据的统计分析提供参考。     

含表面裂纹板的概率断裂力学分析

压力容器等大型结构的安全性与初始裂纹的位置及尺寸、材料性能参数等不确定因素有关。概率断裂力学方法将不确定性参量作为随机变量处理,可较好地减小不确定因素对结构完整性评定的影响。本文对含表面半椭圆形裂纹平板进行了拉弯组合载荷作用下的概率断裂力学分析,估算了含表面半椭圆形裂纹平板在拉弯联合加载下裂纹尖端的应力强度因子及J积分值。失效准则考虑了基于线弹性的断裂韧性KIc准则及基于弹塑性的裂纹阻力JIc准则,将裂纹深度、材料性能等参数作为随机变量,采用Monte-Carlo方法计算了不同拉弯组合载荷作用下裂纹板的失效概率,对比分析了不同失效准则及不同拉弯组合系数下裂纹板的失效概率。     

核压力容器缺陷验收确定性准则的失效概率分析

在含缺陷结构完整性评定中,即使满足确定性分析要求,结构也会存在发生失效的可能。提出确定性缺陷验收准则所对应失效概率的分析方法,以计算在满足确定性分析要求的临界条件下结构的失效概率。采用该方法可以验证确定性缺陷验收准则是否能够满足结构的概率要求,也可依据概率要求指导确定性缺陷验收准则中安全系数的制定。针对ASME BPVC第XI卷中基于应力强度因子的缺陷验收准则,以正常降温工况和承压热冲击事故工况为例,对一典型含缺陷反应堆压力容器(Reactor pressure vessel,RPV)进行确定性分析和概率分析,得到相应工况下的临界裂纹尺寸及失效概率,并讨论安全系数对含缺陷RPV失效概率的影响。所分析案例表明,ASME标准中规定的安全系数在正常降温工况下尚不能保证RPV临界失效概率低于核安全的概率要求。     

奥氏体不锈钢焊条焊接Cr5Mo工艺管线接头长期高温服役前后熔合区的组织和性能

本文对用奥氏体不锈钢焊条焊接的新旧Cr5Mo管线接头进行了试验研究,结果表明,在旧接头熔合区发生了碳从Cr5Mo钢管一侧向焊缝金属一侧的迁移。因此,在500℃运行了14万小时的焊缝熔合区的室温冲击韧性和断裂韧性比新接头低得多,但在400℃以上时,旧接头熔合区的冲击功与新接头大致相同。     

承压热冲击下反应堆压力容器的概率评定进展与案例分析

在压水堆核电站运行中,某些工况可能会使反应堆压力容器(Reactor pressure vessels, RPV)经受承压热冲击(Pressurized thermal shock, PTS)瞬态,这给含缺陷RPV的结构完整性带来了一定的挑战。简要介绍含缺陷RPV在PTS条件下的筛选准则及其结构完整性评定方法,重点阐述PTS下含缺陷RPV的概率评定方法。概率评定方法采用概率断裂力学(Probabilistic fracture mechanics, PFM)分析,主要内容包括不确定因素统计分析(裂纹检出率、裂纹尺寸、材料性能等)、裂纹启裂模型及穿透模型等。此外,还对适用于PTS分析的典型PFM程序进行评价。在此基础上,针对典型RPV利用自主开发的PFM程序进行两个典型PTS瞬态的案例分析和结构完整性评定。分析结果表明在60年设计寿命内分析瞬态下该RPV的失效频率低于核安全要求值。结合目前我国核电发展,针对PTS下RPV结构完整性概率评定提出几点建议。