[发明专利]一种RPV含裂纹类缺陷的简化弹塑性断裂力学分析方法

摘要

本发明涉及一种RPV含裂纹类缺陷的简化弹塑性断裂力学分析方法，它包括以下步骤（a）对RPV检测到的缺陷进行表征；（b）确定评估瞬态中涉及的载荷，并以载荷是否对结构的塑性失稳具有影响将各种载荷区分成一次应力载荷和二次应力载荷；（c）根据评定结构、载荷和材料性能参数计算线弹性应力强度因子（SIF）；（d）根据计算的裂纹前沿线弹性应力强度因子和RPV含缺陷结构的极限载荷，计算断裂比参量和载荷比参数；（e）将计算得到的评定点坐标（，）绘在选定的失效评定图中；（f）线弹性应力强度因子塑性修正；（g）根据塑性修正后的应力强度因子结合RCC‑M规范中弹塑性断裂力学分析方法判断RPV结构的安全性能。本发明为核电关键设备的安全评定提供了一种准确的技术依据。

主权项

一种RPV含裂纹类缺陷的简化弹塑性断裂力学分析方法，其特征在于，它包括以下步骤：(a)对反应堆压力容器检测到的缺陷进行表征；(b)确定评估瞬态中涉及的载荷，并以载荷是否对结构的塑性失稳具有影响将各种载荷区分成一次应力载荷和二次应力载荷；(c)根据评定结构、载荷和材料性能参数计算线弹性应力强度因子KI，所述线弹性应力强度因子KI为瞬态中一次应力载荷引起的应力强度因子KIM和二次应力载荷引起的应力强度因子KIT之和；(d)根据计算的裂纹前沿线弹性应力强度因子KI和RPV含缺陷结构的极限载荷P0，计算断裂比参量Kr'＝KIM/KIC+KIT/KIC+ρ和载荷比参数Lr'＝P/Po，式中P为瞬态中的一次应力载荷；KIC为反应堆压力容器材料的断裂韧性；ρ为二次应力的修正参数；(e)将计算得到的评定点坐标(Lr'，Kr')绘在选定的失效评定图中；(f)线弹性应力强度因子塑性修正：当仅存在一次应力载荷时，塑性修正后的应力强度因子KJ为：KJ=(KIA)2+{(KIA·OBOA/KrB)2-(KIA·OBOA)2}·(OAOB)n+1---(1)]]>式(1)中，点A(LrA，KrA)为一次应力的评定点，点O为失效评定图坐标原点；点B(LrB，KrB)为直线OA与失效评定曲线的交点，其中，LrA和LrB分别为点A和点B的横坐标，KrA和KrB分别为点A和点B的纵坐标，n为材料拉伸性能Ramberg‑Osgood关系中的硬化指数参数，KIA和KIB为A点和B点对应的应力强度因子；当同时存在一次应力与二次应力载荷时，塑性修正后的应力强度因子KJ'为：KJ′=(KJA)2+KIM2[(OB2-OB′′2OA2)+OB2OA2·(1/KrB-1)2·(1-(OB′′OB·)n+1)]---(2)]]>式(2)中，A'(LrA'，KrA')为一次应力与二次应力共同作用下的评定点；点O'位于纵坐标轴上，OO'＝KIT/KIC+ρ，ρ为二次应力的修正参数；点B'(LrB'，KrB')为直线O'A'与失效评定曲线的交点；直线B'B”平行于纵坐标轴，点B”为直线B'B”与OB的交点；其中，LrA'和LrB'分别为点A'和点B'的横坐标，KrA'和KrB'分别为点A'和点B'的纵坐标；KJA为一次应力载荷引起的应力强度因子塑性修正后的结果，其按式(1)进行计算；(g)根据塑性修正后的应力强度因子结合RCC‑M规范中弹塑性断裂力学分析方法判断RPV结构的安全性能。