Виленский О.Ю., Лапшин Д.А., Малыгин М.Г., Пристром С.А.
Представлены основные результаты анализа процесса деформирования и оценка последствий падения блока перекрытия на работающий реактор БН-600.
Определен сценарий падения, которое является исходным событием нарушения нормальной эксплуатации.
Расчетный анализ падения выполнен с использованием модуля динамических расчетов LS-DYNA аттестованного программного комплекса ANSYS. Модуль LS-DYNA предназначен для расчетного анализа высоконелинейных динамических процессов по явной схеме интегрирования уравнений динамики. Описаны расчетно-экспериментальные методы исследования моделей деформирования конструкционных материалов при статическом и динамическом нагружениях и определение на основе экспериментальных исследований параметров модели Jonson-Cook из библиотеки LS-DYNA.
Математический анализ выполнен с применением верифицированной модели поведения конструкционного материала использованного в силовом корпусе реактора БН-600.
Полученные результаты позволили проанализировать процесс падения, определить пластические деформации, возникающие во всех элементах реактора и нагрузки, действующие на опорные конструкции.
Оценка последствий блока перекрытия на реактор позволила сделать заключение о целостности и работоспособности конструкции корпуса реактора и внутриреакторных конструкций при внешних динамических воздействиях.
Применение комплексного подхода реализованного при выполнении данного расчетного анализа, позволило с умеренной долей консерватизма, решить задачу, связанную с безопасносной эксплуатацией РУ при падении оборудования на реактор.
1. Программный комплекс ANSYS. Аттестационный паспорт программного средства №327 от 18.04.2013.
2. Hallquist J.O. LS-DYNA theoretical manual. Livermore, Livermore Software Technology Corporation, 1998.
3. LS-DYNA 960 Keyword User’s Manual. Livermore, Livermore Software Technology Corporation, 2001.
4. Лапшин Д.А. Расчетно-экспериментальный анализ прочности внутриобъектовых транспортных контейнеров реакторов типа БН в авариях с падением. Дисс. канд. техн. наук. Нижний Новгород, 2015.
5. Кольский Г. Исследование механических свойств материалов при больших скоростях нагружения. Механика, 1950, №4, с. 108–119.
6. Брагов А.М., Ломунов А.К. Особенности построения диаграмм деформирования методом Кольского. Горький, Горьковский университет, 1984. С. 125–137.
7. Bragov A.M., Lomunov A.K. Methodological aspects of studying dynamic material properties using the Kolsky method. International Journal of Impact Engineering, 1995, vol. 16, no. 2, pp. 321–330.
8. Nicholas T. Tensile testing of materials at high rates of strain. Experimental Mechanics, 1981, vol. 21, no. 5, pp.177–195.
9. Брагов А.М. Экспериментальный анализ процессов деформирования и разрушения материалов при скоростях деформации 102–105с-1. Дисс. докт. техн. наук. Нижний Новгород, 1998.
10. Johnson G.R., Cook W.H. A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures. Proc. 7th Int. Symposium on Ballistic. Hague, Netherlands, 1983, pp. 541–547.
11. Taylor G.I., Quinney H. The latent energy remaining in a metal after cold working. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character, 1934, vol. 143, no. 849, pp. 307-326.
12. Huh H., Kang W.J. Crash-Worthiness Assessment of Thin-Walled Structures with the High-Strength Steel Sheet. International Journal of Vehicle Design, 2002, vol. 30, no. 1/2.
13. Allen D.J., Rule W.K., Jones S.E. Optimizing Material Strength Constants Numerically Extracted from Taylor Impact Data. Experimental Mechanics, 1997, vol. 37, no. 3.
14. Cowper G.R., Symonds P.S. Strain Hardening and Strain Rate Effects in the Impact Loading of Cantilever Beams. Brown University, Applied Mathematics Report, 1958.
15. Константинов А.Ю. Экспериментально-расчетное исследование поведения конструкционных материалов под действием динамических нагрузок. Дисс. канд. техн. наук. Нижний Новгород, 2007.
16. Котов В.Л., Константинов А.Ю., Кибец Ю.И., Тарасова А.А., Власов В.П. Численное моделирование плоскопараллельного движения конических ударников в упругопластической среде. Проблемы прочности и пластичности, 2013, том 75, № 4, с. 303–311.
17. Rodriguez T., Navarro C., Sanchez-Galvez V. Splitting tests: an alternative to determine the dynamic tensile strength of ceramic materials.Journal de Physique IV, 1994, pp.101–106.
18. ПНАЭ Г-7-002-86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. М.: Энергоатомиздат, 1989. 525 с.
19. Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. М.: Издательство иностранной литературы, 1954.
20. Карзов Г.П., Марголин Б.З., Швецова В.А. Физико-механическое моделирование процессов разрушения. СПб.: Политехника, 1993. 391 с.
