APA软件在核级管系力学分析中的应用

《APA软件在核级管系力学分析中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第32卷第6期华电技术Vo1．32No．62010年6月HuadianTechnologyJun．2010APA软件在核级管系力学分析中的应用陈敏，张周红，吴高峰，汤凤(中广核工程设计有限公司，广东深圳518045)摘要：APA软件具有对核级管道应力分析和评定的功能，ANSYS有限元分析软件具有管道应力计算的功能。以某核电厂一个核2级管道系统为分析模型，进行了各载荷工况下的应力计算。选用RCC—M设计规范进行了应力评定，得到了静载荷、动载荷作用下的最大应力、应力比值和每个管道支吊架的支承反力。关键词：APA软件；核级管系；力学分析；计算中图分类号：TP31：TL353．11：03

2、48文献标志码：A文章编号：1674—1951(2010J06—0038—041问题的提出2APA软件概述在核电工程中，管道系统被大量使用，研究它的APA软件是针对管道系统(包括直管、弯管或力学行为具有重要的意艾卜。管道力学分析单元弯头、三通、梁等结构)力学计算和分析的专业软可划分为简单管道系统和复杂管道系统，对于复杂管件，主要用于核级管道系统的设计计算和校核分析。道系统，一般由主管线和多个支管线组成，因而管道APA以ANSYS软件为平台，工作过程包括建模、计的空间走向和受载情况十分复杂，致使管道力学分析算和后处理。它有一个特殊的后处理模块，包括了十分复杂]。管道力学分析是证明管

3、道系统在承受核级管道设计标准和规范：RCC—M、ASME(Ameri—与每类工况相关的载荷时不发生某种形式失效的主canSocietyofMechanicalEngineers)、KTA(Kerntech—要途径之一H。核级管道应力分析的常用方法有2nischerAussschuss)和EN—l3480(EuropeanNorm种：简化计算分析和数值模拟计算分析。简化计算方13480)。APA软件结合不同的规范或标准，其设计法是根据工程经验公式进行计算和评定的一种简单计算过程是PDMS建模、APA—DesignModeler模型的管道设计方法，不能准确地描述管道力学行为，只转换、

4、ANSYS—Workbench—Simulation网格划分、适用于小管道设计计算。对于大管道而言，需要采用ANSYS求解、APA后处理模块评定管道和生成计算计算机程序进行详细的数值模拟计算，尤其是复杂的报告。大管道系统，它的力学特性复杂，安全性能要求高，必用APA软件计算时，管系的几何模型来源于须采用数值模拟方法进行力学分析。PDMS软件中的3D模型，由PDMS将几何模型的信目前，民用核级管道应力分析的计算机软件主息输出生成一个文本文件，然后，APA软件读入此要有-s]ADLPIPE，AUTOPIPE，SYSPIPE，PIPES—文件即可创建管道系统的几何模型。在这一过程TRE

5、SS，KWUROHR，HROHR2和APA(AREVAPIP—中，只需要点击几个按钮便可完成几何模型的建立。INGADDON)等。APA是由法国AREVA公司最近因此，采用APA软件计算时，比SYSPIPE软件建模开发的管道计算插件，它充分利用了ANSYSWork—方便很多。通过一系列的节点和单元进行网格划bench强大的建模功能和计算功能。同时，结合各分。主要单元类型有PIPE16单元，用于直管、大小种核电设计规划和标准，开发了管道力学性能评定头、阀门和三通；PIPE18单元，用于弯头或弯管；模块，有很强的可视化后处理功能。目前，国际上已COMBIN14单元，用于刚性和阻尼；M

6、ASS21单元，用经开始把APA软件运用到核电工程的管道系统设于集中质量。程序提供各设计规范中的标准材料数计中，如AREVA公司的中国台山核电项目，其中的据库，同时，用户还可以自定义材料数据库。1级、2级、3级管道都用此软件计算。本文以某核APA软件使用ANSYS求解器，可以计算静载电厂一个核2级管道系统模型为算例，介绍了APA在核级管道系统力学分析中的应用，选用RCC—M_4J和动载作用下的结构响应。主要考虑的静载荷有：设计规范对所计算的模型进行了力学性能评定。重力和其他持久机械力、温度载荷、锚固点位移载荷、内压载荷。对于动载荷，管道计算基于谱分析方收稿日期：2010—01—1

7、6法，首先是模态计算，然后是谱分析(单点谱分析和第6期陈敏，等：APA软件在核级管系力学分析中的应用．39．多点谱分析)。谱分析时，先求得各阶模态下各个道，材料为不锈钢X2CrNiMol7—12—2，管道公称直自由度方向的最大响应，位移、速度、加速度激励的径150mllq，管道壁厚10．97mm，绝热层材料为矿物响应按不同的公式计算。由于每阶模态的最大响应纤维AGI—Q132，密度为100kg／m，管内流体为水，不会同时出现，用模态组合方法求得结构各个自由管道系统的3维模型如图1