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核级管道强动态载荷传递特性研究

卢喜丰 王新军 熊夫睿 白晓明 何风 李柄锦 杨康

卢喜丰, 王新军, 熊夫睿, 白晓明, 何风, 李柄锦, 杨康. 核级管道强动态载荷传递特性研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(S2): 98-103. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S2.0098
引用本文: 卢喜丰, 王新军, 熊夫睿, 白晓明, 何风, 李柄锦, 杨康. 核级管道强动态载荷传递特性研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(S2): 98-103. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S2.0098
Lu Xifeng, Wang Xinjun, Xiong Furui, Bai Xiaoming, He Feng, Li Bingjin, Yang Kang. Research on Strong Dynamic Load Transfer Characteristics of Nuclear Pipe[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(S2): 98-103. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S2.0098
Citation: Lu Xifeng, Wang Xinjun, Xiong Furui, Bai Xiaoming, He Feng, Li Bingjin, Yang Kang. Research on Strong Dynamic Load Transfer Characteristics of Nuclear Pipe[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(S2): 98-103. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S2.0098

核级管道强动态载荷传递特性研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S2.0098
详细信息
    作者简介:

    卢喜丰(1983—),男,高级工程师,现主要从事反应堆结构力学分析与研究工作,Email:29357438@qq.com

  • 中图分类号: TL35

Research on Strong Dynamic Load Transfer Characteristics of Nuclear Pipe

  • 摘要: 基于管道材料在不同温度和应变率下的力学性能构建了应变率相关弹塑性本构模型,通过对管道跌落试验进行仿真得到影响弹塑性分析精度的主要因素,构建了基于应变率相关本构模型的弹塑性动态载荷传递分析方法。应用该方法开展管道动态响应分析,将响应加速度、应力等计算结果与弹性分析结果进行对比。结果显示,弹塑性分析可有效降低结构响应,既可确保结构在强动态载荷下的安全性,又可降低结构设计难度,可应用于管道系统强动态载荷传递分析。

     

  • 图  1  316LN材料双线性和多线性本构模型曲线

    Figure  1.  Bilinear and Multilinear Material Constitutive Model Curves of 316LN

    图  2  常温下316LN材料屈服强度与应变率关系

    Figure  2.  Relationship Between Yield Strength and Strain Rate of 316LN at Room Temperature

    图  3  弹性跌落试验装置示意图

    Figure  3.  Schematic Diagram of Elastic Drop Test Device

    图  4  弹塑性跌落试验装置示意图

    Figure  4.  Schematic Diagram of Elastic-plastic Drop Test Device     

    图  5  试验台面与管道中部加速度时程

    Figure  5.  Acceleration Time History of Test Bench and Middle Part of Pipe

    图  6  管道跌落试验有限元模型

    Figure  6.  Finite Element Model of Pipe Drop Test

    图  7  管道中部位移对比

    Figure  7.  Comparison of Displacement of the Middle Part of Pipe     

    图  8  等效塑性应变时程

    Figure  8.  Time History of Equivalent Plastic Strain

    图  9  管道中部加速度时程

    Figure  9.  Acceleration Time History of Middle Part of Pipe

    图  10  支承位置合力时程

    Figure  10.  Time History of Resultant Force at Support

    图  11  支承位置合力矩时程

    Figure  11.  Time History of Resultant Moment at Support

    图  12  最大Mises应力

    Figure  12.  Maximum Mises Stress

    表  1  316LN材料屈服强度

    Table  1.   Yield Strength of 316LN

    准静态不同温度 室温不同应变率
    温度/℃ 屈服强度/MPa 应变率/s−1 屈服强度/MPa
    20 302.7 0.00083 302.7
    150 234.9 0.104 357.5
    250 210.9 0.417 368.3
    350 184.2 9.83 430.5
    下载: 导出CSV

    表  2  弹性跌落试验工况

    Table  2.   Conditions of Elastic Drop Test

    工况 台面加速度幅值/
    (m·s−2)
    管道中部响应加速度幅值/
    (m·s−2)
    1 282 287
    2 464 504
    3 698 830
    4 962 1228
    下载: 导出CSV

    表  3  弹塑性跌落试验工况

    Table  3.   Conditions of Elastic-plastic Drop Test

    工况 跌落高度/mm 输入加速度/(m·s−2)
    1 180 1235
    2 210 1462
    3 250 1740
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-07-11
  • 修回日期:  2023-08-30
  • 刊出日期:  2023-12-30

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