核动力工程压力管道的热棘轮边界研究

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1、国内图书分类号：0344国际图书分类号：531西南交通大学研究生学位论文密级：公开核动力工程压力管道的热棘轮边界研究年级二。一。级姓名位仨申请学位类别工堂亟±专业固生力堂指导教师鏖国亟教援闼茴堡副数援二。一三年五月ClassifiedIndex：0344U．D．C：53lSouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONTHERMALRATCHETINGBOI胭ARY0FPRESSUREPIPELINEINNUCLEARPOWERENGINEERⅢGGrade：2010Candidate：FuRenAcademicD

2、egreeAppliedfor：MasterSpecialty：EngineeringMechanicsSupervisor：KangGuozhengKanQianhuaMay,2013西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密酊，使用本授权书。(请在以上方框内打

3、“、／”)学位论文作者签名：日期：指导老师签名：日期西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：(1)采用热．机械耦合的有限元方法，对Bree图进行了有限元验证，进而分析结构构形和材料特性对Bree图的影响，并且通过塑性应变增量与机械应力的线性关系和C．TDF规范中等效塑性应变增量法确定热棘轮边界。(2)将先进的循环本构模型移植到ANSYS软件中，通过对核动力工程压力管道的有限元分析，提出了改进的热棘轮边界。(3)研究了管道过渡段的热棘轮边界，得到了考虑结构尺寸和本构模型影响的热棘轮边界包络区间。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导

4、师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的，^切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：彳抑z日期．加畸sA彳肉西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要核动力工程压力管道的热棘轮边界问题近年来深受国内外学者和工程界关注。各国规范均给出了热棘轮边界明确的校核要求，但是由于它们自身的局限性，不能适用于复杂的载荷和结构。因此，分析各国规范热棘轮边界的局限性和Bree图的适用性，进而对Bree图中的热棘轮边界进行适当

5、修正是十分必要的。该项工作对于提高核动力工程压力管道设计的安全性，有着重要的参考价值。根据上述研究现状，本论文主要开展如下工作：1．Bree图的有限元验证验证了通过安定的定义、塑性应变增量与机械应力的线性关系和C．TDF规范中等效塑性应变增量法能够很好地模拟Bree图的不同分区的边界。2．热棘轮边界的影响因素(1)理想弹塑性本构模型模拟的热棘轮边界最为保守，多线性本构模型模拟的结果处于上限；根据Bree图热棘轮边界的方程式，分别基于Chaboche模型、多线性模型和Abdel-Karim．Ohno模型提出了修正的热棘轮边界；(2)压力管道壁厚和径厚比对热棘轮边界的影响不大；(

6、3)承受常内压和循环温度载荷的薄壁圆筒在拉伸应力作用下，随着轴向载荷的增加，热棘轮边界上移；压缩应力作用下，随着轴向压应力的增加，热棘轮边界趋于保守；根据轴向载荷作用方式的不同，提出了修正的热棘轮边界。3．管道过渡段热棘轮边界的包络线基于理想弹塑性本构模型和Abdel．Karim-Ohno模型，模拟了管道过渡段的热棘轮边界，进而根据Bree图热棘轮边界的函数式，提出了涵盖不同过渡段尺寸模拟的热棘轮边界的包络线。关键词：热棘轮边界：Bree图：本构模型；热一机械耦合：有限元方法西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractThermalratchetingboundar

7、yofpressurepipelineinnuclearpowerengineeringispopulartopictoresearchersandengineeringrecently．Therequirementforcheckingthethermalratchetingboundarywasspecifiedbymanynationalcodes．Howevcr，theyarcnotsuitableforthecomplexloadingsandstructuresduetotheirlimit