摘要：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。

摘要：针对断裂韧度的不确定性,利用概率理论揭示3试样最小值当量(MOTE)方法的统计意义。基于41个断裂韧度试验数据,通过对母体分布的抽样模拟试验数据,并采用MOTE方法确定模拟数据的断裂韧度特征值,计算其对应的失效概率,并与ASME方法进行对比分析。结果表明:在估计母体的低分位点值时,MOTE方法的置信度较低;采用多试验数据可以得到较为可靠的评定结果,但试验数据大于3时MOTE方法,也只有81.5%的置信度保证断裂韧度特征值低于ASME下限值。

摘要：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。

摘要：根据SA508-III钢的物理力学性能参数,基于大型有限元软件ABAQUS进行了圆柱壳在高温度梯度下的热-结构耦合分析,获得了沿壁厚的温度场分布及应力场分布;在此基础上结合随温度变化的蠕变性能参数,进行了圆柱壳的蠕变分析,得到了蠕变后沿壁厚的应力、应变分布。结果表明:由于温差梯度高,沿壁厚的应力可分为3个区域,两侧均已屈服,而中间为弹性区;发生蠕变后,蠕变应变迅速提高并达到稳定,应力松弛再分布,并在器壁中间弹性区出现一定的突变。

摘要：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。

摘要：介绍了一种新的电杆薄壁离心钢管混凝土电杆的结构、力学特点、应用范围及前景;依据钢结构设计基本原理与规范,并结合薄壁离心钢管混凝土电杆的自身特点,提出了该种电杆的杆段与杆段、杆身与横担连接节点及柱脚的设计方法。

摘要：熔融物堆内滞留(In-vessel retention,IVR)已成为核电厂处理堆芯熔融严重事故的一种有效管理策略。为使IVR成功,既要满足热失效准则,保证反应堆压力容器(Reactor pressure vessel,RPV)的局部热通量低于堆腔内冷却剂的临界热通量(Critical heat flux,CHF),也要确保RPV的压力边界完整性,避免发生结构失效。为此,需要对CHF下RPV的结构完整性进行分析。对CHF下某堆型的RPV进行热分析,得到了RPV器壁局部熔化后的有效几何模型和沿壁厚的温度分布。进而,考虑热载荷和压力载荷作用,对该RPV模型进行极限载荷分析和IVR 72 h蠕变分析,确定RPV的极限承载能力。结果表明,IVR初始时刻4.9 MPa内压作用下该RPV最薄器壁径向截面全面屈服,达到对应的极限条件;72 h后3.6 MPa内压下的最大局部蠕变应变为4.1%,而3.7 MPa下则高达42.5%。因此,可将3.6 MPa视为该堆型RPV在CHF工况下72 h内的极限载荷。

摘要：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。

摘要：输电塔属于高柔结构,风致响应敏感。主材角钢作为输电塔的主要构件,其承载能力特别是受压抗失稳能力是影响输电塔抗风性能的主要因素。以提高主材角钢受压状态下的防屈曲能力为目的,兼顾考虑降低开螺栓孔对原主材的损伤,提出一种新型加固方法。并通过对6个足尺角钢构件进行加载试验,检验该新型方案的加固效果;分析不同加固参数对提升主材性能的影响;采用有限元方法对试验进行数值模拟,确立合理的有限元建模方法,为输电塔整塔加固方案设计提供依据。结果表明:该方案能够大幅提高构件的抗压承载力,并有效改善构件的延性;端部螺栓数目对加固效果影响明显;确定了抱箍间距的合理取值;拼接副主材的应力滞后对加固效果基本没有影响。

摘要：针对目前我院钢结构课程设计存在的问题,结合近几年的教学及课程设计指导经验,打破课堂教学与课程设计这一环节的严格界限,提出优化整合基本理论教学与实践教学内容,把实践环节内容分步骤穿插在理论教学过程中,使课程设计与课堂教学融为一体。