Виленский О.Ю., Лапшин Д.А., Новинский Э.Г., Русинов Н.С.
Представлены основные результаты анализа процесса деформирования и оценка последствий падения макета трубы на перекрытие надреакторное (ПН).
Обеспечения защиты реактора от возможного падения различного оборудования выполняется за счёт сохранения целостности ПН и отсутствия в нем недопустимого деформирования. Проведение представительных натурных испытаний ПН при динамических воздействиях затруднено в силу их значительной стоимости.
Для снижения расходов на стадии проектирования выполнены представительные расчётные исследования и проведена оптимизация конструкции c учетом требований ударостойкости для минимизации последствий нарушения нормальной эксплуатации при проведении транспортно-технологических операций на РУ.
Расчетный анализ падения выполнен с использованием модуля динамических расчетов LS-DYNA аттестованного в органах Ростехнадзора программного комплекса ANSYS. Модуль LS-DYNA предназначен для расчетного анализа высоконелинейных динамических процессов по явной схеме интегрирования уравнений динамики.
Математический анализ выполнен с применением верифицированной модели поведения конструкционного материала, использованного в ПН, построенной по результатам экспериментальных исследований в условиях сжатия и растяжения при различных скоростях деформации и температурах.
Полученные результаты, позволили проанализировать процесс соударения, определить величину пластических деформаций, возникающих в элементах ПН.
Применение комплексного подхода, реализованного при выполнении данного расчетного анализа, позволило с умеренной долей консерватизма решить задачу, связанную с безопасносной эксплуатацией РУ.
1. Тимофеев А.В., Кайдалов В.Б., Лапшин Д.А., Малыгин М.Г. Применение расчетного комплекса ANSYS\LS-DYNA в анализе аварий, связанных с падением оборудования ЯЭУ. Труды XIV Нижегородской сессии молодых ученых «Технические науки». Нижний Новгород, 2009, с. 86.
2. Баженов В.Г., Кибец А.И., Кибец Ю.И., Лаптев П.В., Рябов А.А., Романов В.И., Сотсков Г.И. Конечно-элементный анализ высокоскоростного удара о преграду транспортного упаковочного комплекта. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2004, № 2, с. 118—125.
3. Кибец А.И., Кибец Ю.И., Матвеев В.З. Численное моделирование динамического деформирования контейнера при аварийном падении на него плиты. Москва, Товарищество научных изданий КМК, 1997. С. 77—83.
4. Рябов А.А., Романов В.И., Сотсков Г.И., Скурихин С.Г., Барченков А.И., Моренко А.И. Компьютерное моделирование поведения системы демпфирования защитного контейнера при его падениях. Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Серия: Механика, 2000, № 2, с. 98—102.
5. Программный комплекс ANSYS. Аттестационный паспорт программного средства № 327 от 18.04.2013.
6. Лапшин Д.А. Расчетно-экспериментальный анализ прочности внутриобъектовых транспортных контейнеров реакторов типа БН в авариях с падением. Дисс. канд. техн. наук. Нижний Новгород, 2015.
7. Кольский Г. Исследование механических свойств материалов при больших скоростях нагружения. Механика, 1950, № 4, с. 108—119.
8. Брагов А.М., Ломунов А.К. Особенности построения диаграмм деформирования методом Кольского. Горький, Горьковский университет, 1984. С. 125—137.
9. 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(2), pp. 321—330.
10. Nicholas T. Tensile testing of materials at high rates of strain. Exp. Mech., 1981, vol. 21, no. 5. pp. 177—195.
11. 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 International Symposium on Ballistic. Hague, Netherlands, 1983, pp. 541—547.
12. Taylor G.I., Quinney A. The latent energy remaining in a metal after cold working. Proceedings of the Royal Society, 1934, vol. 143, pp. 307—326.
13. 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.
14. 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.
15. 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.
16. Константинов А.Ю. Экспериментально-расчетное исследование поведения конструкционных материалов под действием динамических нагрузок. Дисс. канд. техн. наук. Нижний Новгород, 2007.
17. 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.
18. Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. М.: Издательство иностранной литературы, 1954.
19. ПНАЭ Г-7-002-86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Москва, Энергоатомиздат, 1989. 525 с.
