锈蚀对核安全壳结构钢衬里撕裂的影响

作者：李鑫波; 贡金鑫^*; 李文旭

来源：工程力学, 2023, 40(03): 153-162.

• 核安全壳结构
• 钢衬里
• 锈蚀
• 本构模型
• 撕裂准则
• 数值模拟

为研究锈蚀对核安全壳结构钢衬里撕裂的影响，该文对36个不同锈蚀率的钢衬里板进行了单轴拉伸试验，分析了锈蚀钢衬里板的力学性能退化机理和退化规律；建立了锈蚀钢衬里板的本构模型；根据试验结果，提出了考虑不同锈蚀率的钢衬里撕裂准则和锈蚀模拟方法；通过数值模拟，分析了锈蚀对安全壳钢衬里撕裂的影响；最后对比了该文模拟方法与美国核管理委员会(NRC)方法的差异，并给出了NRC方法中锈蚀影响系数的取值建议。结果表明：随锈蚀率增大，钢衬里板的弹性模量变化不大，但其屈服强度、峰值强度、峰值应变和断裂应变大致呈线性退化规律；该文建立的锈蚀钢衬里板的本构模型与试验结果吻合良好；随锈蚀率增大，安全壳钢衬里发生撕裂时的内压逐渐降低，且当锈蚀率为50%时，内压降低29.06%；与NRC方法相比，该文方法能直观反映不同锈蚀率对钢衬里的影响，更能接近实际锈蚀情况；对于NRC所建议的锈蚀影响系数，锈蚀率小于20%时，可取上限值，锈蚀率为20%～40%时，建议取最佳估值，而锈蚀率超过40%后，应当取下限值。该文研究工作可为安全壳钢衬里锈蚀后的性能评估提供借鉴和参考。

• 单位
  海岸和近海工程国家重点实验室; 大连理工大学