《表5 应力评定结果:核级冷却盘管接管强度有限元分析》

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《核级冷却盘管接管强度有限元分析》


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注:a模型1应力不连续区域处(焊缝处)的结果;b模型1远离应力不连续区域,且峰值应力小于0.1MPa处的结果;c模型2的结果,不考虑接管连接处应力放大;d模型3的结果,增加应力增强系数。

评定准则参考ASME准则[6],材料许用应力强度取Sm=min(1/3Su,2/3Sy)=118 MPa,其中Su为材料抗拉强度,Sy为材料屈服强度。根据ASME准则的要求,连续区域及不连续区域均需要进行评定,且规定了相应的限值:不连续区域薄膜应力限值为1.5Sm,薄膜加弯曲应力限值为3Sm;连续区域薄膜应力限值为Sm,薄膜加弯曲应力限值为1.5Sm。模型1用solid186单元模拟,对连续区域及不连续区域分别评定,该评定方式最为准确。大多抗震分析机构提供的抗震分析报告中的评定方法为,模型2用pipe16单元模拟不附加应力增强,按连续区域应力评定。笔者在模型3中考虑了应力增强系数,按不连续区域处应力进行评定。接管的应力评定结果见表5,可以看出,采用pipe16c单元模拟,仅按连续区域评定可能出现不连续区域二次应力超过限值的风险。采用solid186b实体单元计算的应力连续区域薄膜应力和薄膜加弯曲应力与pipe16c管单元建模不考虑应力增强的结果相同,偏小是因为实体单元模拟时,应力连续区域范围距接管2.5(Rσw)1/2。当考虑接管连接处应力增强时,采用pipe16d管单元计算接管连接处的薄膜加弯曲应力与solid186a实体单元相同。综上所述,管单元代替实体单元建模是可行的,但必须同时评定连续区域及不连续区域应力,即同时评定pipe16c和pipe16d的结果。