- •Список сокращений [1, 2]
- •Список обозначений [1, 2]
- •Индексы
- •Основные термины и определения [1, 2]
- •Введение
- •1. Основы расчетного подхода для обоснования прочности и долговечности конструкций ядерных энергетических установок
- •1.1. Структура и состав расчетного подхода
- •1.2. Допускаемые напряжения, условия прочности и устойчивости
- •2. Расчет по выбору основных размеров
- •2.1. Общие положения
- •Значение прибавки с2 [1]
- •2.2. Определение толщин стенок элементов оборудования и трубопроводов
- •2.2.1. Цилиндрические, конические обечайки сосудов и выпуклые днища, работающие под внутренним или наружным давлением
- •Значения коэффициентов m1, m2, m3 и пределы применимости формул [1]
- •2.2.2. Цилиндрические коллекторы, штуцера, трубы и колена
- •2.2.3. Круглые плоские днища и крышки
- •Значения расчетного диаметра dr и коэффициента k0 в зависимости от схемы соединения [1]
- •2.3. Коэффициенты снижения прочности и укрепление отверстий
- •2.3.1. Снижение прочности при ослаблении одиночным отверстием
- •2.3.2. Параметры сечений укрепляющих элементов
- •Пределы применимости расчетных формул [1]
- •2.3.3. Снижение прочности при ослаблении рядом отверстий
- •2.3.4. Коэффициент снижения прочности сварных соединений
- •Значения коэффициентов снижения прочности сварных соединений [1]
- •3. Поверочный расчет
- •3.1. Общие положения
- •3.2. Классификация напряжений
- •3.3. Порядок определения напряжений
- •Примеры групп категорий напряжений в конструкциях [1]
- •Примеры групп категорий в рассчитываемых зонах конструкции [1]
- •Значения показателя упрочнения [1]
- •Значения коэффициента чувствительности материала q0 [1]
- •Значение коэффициента Kw [1]
- •4. Расчет на статическую прочность
- •Расчетные группы категорий напряжений [1]
- •5. Расчет на устойчивость
- •5.1. Цилиндрические оболочки под наружным давлением
- •5.2. Цилиндрические оболочки под действием осевой силы
- •5.3. Цилиндрические оболочки при совместном действии наружного давления и осевой силы
- •5.4. Выпуклые днища под наружным давлением
- •5.5. Конические переходы под наружным давлением
- •6. Расчет на циклическую прочность
- •6.1. Общие положения
- •6.2. Методика расчета
- •Коэффициенты снижения циклической прочности сварных соединений [1]
- •Значения коэффициента снижения циклической прочности для сварного соединения [1]
- •Значения коэффициента [1]
- •6.3. Испытания на многоцикловую усталость
- •7. Расчет на сопротивление хрупкому разрушению
- •7.1. Общие положения
- •7.2. Коэффициент интенсивности напряжений
- •7.3. Допускаемые значения коэффициентов интенсивности напряжений
- •7.4. Критическая температура хрупкости
- •7.5. Расчет при различных режимах эксплуатации
- •7.5.1. Расчет при нормальных условиях эксплуатации
- •7.5.2. Расчет при режимах нарушения нормальных условий эксплуатации и аварийных ситуациях
- •8. Основы расчета на сейсмические воздействия
- •8.1. Общие положения
- •8.2. Требования к расчету
- •8.2.1. Исходные данные
- •8.2.2. Постановка задачи. Методы и допущения
- •Сочетание нагрузок и допускаемые напряжения для оборудования и трубопроводов [1]
- •Сочетания нагрузок и допускаемые напряжения для болтов и шпилек [1]
- •9. Методика расчета на сейсмические воздействия
- •9.1. Обобщенные спектры отклика
- •Значения коэффициента пересчета [1]
- •9.2. Унифицированные методы расчета на прочность от сейсмических воздействий
- •9.2.1. Выбор метода расчета
- •Рекомендации по выбору метода расчета и исходных данных сейсмического воздействия [1]
- •9.2.2. Принципы построения механической модели и расчет ее параметров
- •Значения коэффициента ξ [1]
- •Значения приведенных жесткостей и масс
- •9.3. Расчет типовых конструкций, сборочных единиц и деталей оборудования
- •10. Проектирование сейсмостойких аэс
- •10.1. Назначение и основные положения
- •Логарифмические декременты колебаний строительных конструкций и трубопроводов [2]
- •10.2. Определение сейсмичности района
- •10.3. Строительные конструкции и основания
- •Сочетания нагрузок при расчете строительных конструкций на сейсмические воздействия [2]
- •10.4. Технологическое оборудование и трубопроводы
- •Сочетание нагрузок и допускаемые напряжения для оборудования и трубопроводов [2]
- •10.5. Электротехническое и контрольно-измерительное оборудование, средства автоматизации и связи
- •10.6. Антисейсмические предупредительные и защитные мероприятия
- •10.7. Определение усилий в элементах строительных конструкций при расчете линейно-спектральным методом
- •Расчетные усилия в элементах строительных конструкций [2]
- •Минимально допустимые значения коэффициента Ke [2]
- •10.8. Основные положения расчета линейно-протяженных конструкций
- •Типы учитываемых сейсмических волн [2]
- •Коэффициенты для расчета расположенных в грунте конструкций балочного типа [2]
- •11. Вибропрочность
- •11.1. Расчет на вибропрочность
- •11.2. Расчетно-экспериментальные методы оценки вибропрочности типовых элементов конструкций
- •11.2.1. Общие положения
- •11.2.2. Расчет собственных частот колебаний стержневых систем
- •Значения l стержней с различными условиями крепления [1]
- •Значения l стержневых систем с промежуточными опорами и сосредоточенными массами [1]
- •11.2.3. Расчет собственных частот колебаний изотропных прямоугольных пластин
- •Значения для различных граничных условий [1]
- •11.3. Экспериментальные методы исследования вибраций
- •11.3.1. Цель экспериментальных исследований
- •11.3.2. Методы исследований
- •11.3.3. Объекты экспериментальных исследований
- •11.3.4. Условия проведения эксперимента
- •11.3.5. Динамическое тензометрирование
- •11.3.6. Виброметрирование
- •11.3.7. Обработка результатов экспериментальных исследований
- •11.4. Рекомендуемые методы оценки вибропрочности элементов конструкций
- •12. Радиационное облучение материалов и конструкций
- •12.1. Методика определения сдвига критической температуры хрупкости
- •12.1.1. Общие положения
- •12.1.2. Облучение образцов
- •12.1.3. Проведение испытаний и обработка результатов
- •12.2. Влияние облучения на циклическую прочность основных материалов, сварных соединений и металла с наплавкой
- •12.3. Метод определения значения необратимого формоизменения в условиях нейтронного облучения
- •13. Физическое моделирование
- •13.1. Общие положения
- •13.2. Упругие модели и условия их нагружения
- •13.3. Условия упругого моделирования
- •Формулы для пересчета экспериментальных данных с модели на натуру [1]
- •13.4. Тензометрирование
- •Определение главных деформаций 1 и 2 и их направлений по измеренным относительным деформациям [1]
- •Заключение
- •Примеры расчета вибраций и оценки вибрационной прочности теплообменных труб парогенератора [9]
- •Список литературы
- •Оглавление
13. Физическое моделирование
13.1. Общие положения
Настоящий раздел содержит рекомендации по физическому моделированию и экспериментальному определению напряжений, деформаций и перемещений. В целом изложенная методика может быть использована в статике и в динамике. Основы ее базируются на результатах работы 6. Развитие физического моделирования динамических процессов в конструкциях и системах ЯЭУ с соответствующими результатами нашло отражение в 4.
Деформации, напряжения и перемещения экспериментально определяют на натурных деталях и элементах конструкций или на их моделях. Экспериментальные исследования на моделях могут быть проведены на всех стадиях проектирования объектов. Экспериментальные исследования на натурных объектах могут быть проведены на стадиях изготовления, при заводских и пусковых испытаниях, эксплуатации.
Напряжения, деформации и перемещения экспериментально определяют с применением тензометрирования, поляризационно-оптического метода, метода использования пьезоэлектрического эффекта и т. д. Допускается также применение других экспериментальных методов (хрупких покрытий, делительных сеток, муаровых полос). При выборе метода должно быть показано соответствие его возможностей задачам и условиям измерений.
Экспериментальные исследования напряжений, деформаций и перемещений деталей и элементов конструкций необходимо проводить в тех случаях, когда расчетным путем невозможно с необходимой точностью определить характеристики напряженно-деформированного состояния конструкции. Оценка прочности объекта должна быть основана на информации, полученной из эксперимента.
Экспериментальные исследования должны дать информацию о напряженно-деформированном состоянии конструкции, необходимую для проверки конструкции на прочность в соответствии с нормами [1].
Объектом экспериментального исследования может быть натурная деталь, конструкция или соответствующая модель, выполненная из натурного или другого материала, в том числе полимерного.
Выбор объекта исследования определяется условиями работы натурной детали или конструкции. Необходимо различать следующие основные случаи работы натурных конструкций при возможных сочетаниях действующих силовых и температурных нагрузок:
а) наибольшие деформации не превышают деформаций, соответствующих пределу текучести;
б) деформация превышает деформацию, соответствующую пределу текучести.
Для случая а) экспериментальное исследование напряжений, деформаций и перемещений может быть проведено на натурной конструкции или ее модели, выполненной из различных материалов, но удовлетворяющей условиям подобия в упругой области (упругая модель).
В случае б) исследование необходимо проводить на натурной конструкции или модели, выполненной из тех же материалов, что и натурная конструкция (натурная модель), при нагрузках, соответствующих рабочим, т. е. создающих те же по распределению и значениям относительные деформации. Допускается использование моделей, выполненных из других материалов, но обеспечивающих условия подобия в упругопластической области (упругопластическая модель).
Виды нагрузок, их предельные численные значения и возможные сочетания для натурной конструкции задаются проектантом на основании рабочих параметров, режимов эксплуатации и условий контрольного испытания проектируемого оборудования и указываются в задании на проведение экспериментального исследования.
При исследовании отдельных деталей и частей натурных конструкций или соответствующих моделей необходимо воспроизводить граничные условия, которые могут быть установлены на основании расчета или экспериментального исследования всей конструкции. Допускается проведение испытаний при нагрузках, которые превышают нагрузки, определенные при расчете или эксперименте.
Граничные условия могут быть воспроизведены путем создания на границе соответствующих усилий или перемещений, а также в результате использования дополнительных элементов, примыкающих к исследуемой детали и воздействующих на нее заданным образом.
Измерения деформаций и перемещений необходимо проводить в строго установленных, контролируемых и регистрируемых условиях при действии силовых и температурных нагрузок в соответствии с заданными режимами.