Авторы
Петрунин В.В., Виленский О.Ю., Лапшин Д.А., Малыгин М.Г.
Организация
Акционерное общество «Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова», Нижний Новгород, Россия
Петрунин В.В. – первый заместитель генерального директора – генерального конструктора, доктор технических наук.
Виленский О.Ю. – начальник отдела, кандидат технических наук.
Лапшин Д.А. – начальник бюро, кандидат технических наук. Контакты: 603074, Нижний Новгород, Бурнаковский проезд, 15. Тел: (831) 246-97-21; e-mail:
Малыгин М.Г. – начальник бюро.
Аннотация
Приведены примеры динамических воздействий высокой интенсивности в конструкциях ядерных энергетических установок. Кратко освещены теоретические основы конструкционного демпфирования – поглощения энергии удара путем неупругого сопротивления (значительного пластического деформирования) материала деформируемых элементов конструкций, и поглощения энергии удара работой сил трения в сочленениях элементов. Сформулированы необходимые условия использования расчетных методов для оценки работоспособности демпфирующих устройств. Кратко освещены возможности современных вычислительных комплексов (ANSYS, LS DYNA) в которых реализовано полномасштабное математическое 3D моделирование позволяющее выполнять достаточно глубокий и детальный анализ динамических процессов. Описаны расчетно-экспериментальные методы исследования моделей деформирования конструкционных материалов при статическом и динамическом нагружениях и определение на основе экспериментальных исследований параметров моделей (модели Jonson-Cook, модель Allen, Rule & Jones, модель Cowper-Symonds) из библиотеки LS-DYNA.
Приведен ряд примеров расчетного обоснования работоспособности некоторых типов демпфирующих устройств, примененных в конструкциях ЯЭУ. Проведен сравнительный анализ результатов расчета с использованием ПК ANSYS/LS-DYNA с результатами имеющихся экспериментальных данных. Сделан вывод, что расчетное обоснование работоспособности демпфирующих устройств возможно только при наличии достоверных данных о характеристиках демпфирования, которые могут быть получены в результате экспериментального исследования модельных конструкций.
Показано, что установка демпфирующих устройств является эффективным средством снижения динамических нагрузок на оборудование ядерных энергетических установок, позволяет локализовать зону динамического воздействия. При наличии комплекса необходимых условий, использование расчетных методов обоснования работоспособности демпфирующих устройств на стадии проектирования позволяет избежать дорогостоящих натурных испытаний, что способствует повышению конкурентоспособности изделий за счёт снижения их себестоимости.
Ключевые слова
динамические процессы, конструкционное демпфирование, пластическое деформирование, трение, программное средство, энергия удара, модель деформирования, верификация
УДК 539.3
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2018, выпуск 3, 3:6