Введение
1. Существующие методы прогнозирования свойств материала для расчета на прочность элементов реакторов на быстрых нейтронах 10
1.1. Условия работы и прочность элементов реактора на быстрых нейтронах 10
1.1.1. Условия эксплуатации, характерные типы нагружения и предельные состояния элементов реактора 10
1.2. Методы прогнозирования длительной прочности материалов в исходном и облученном состоящих 16
1.2.1. Эмпирические подходы 16
1.2.2. Использование теории Качанова-Работнова 18
1.2.3. Учет влияния нейтронного облучения 19
1.3. Методы прогнозирования циклической прочности 20
1.3.1. Методы прогнозирования циклической прочности без учета ползучести 20
1.3.2. Методы, прогнозирования циклической прочности при наличии ползучести 21
1.4. Обзор методов, описывающих кинетику роста трещины при длительном статическом нагружении 24
1.4.1. Анализ зависимостей, описывающих кинетику роста трещины при ползучести 24
1.4.2. Расчетные методы определения С -интеграла 32
1.5. Анализ существующих методов, их ограничений и постановка задачи исследования .37
1.5.1. Анализ методов прогнозирования длительной прочности 37
1.5.2. Анализ методов прогнозирования циклической долговечности 38
1.5.3. Анализ методов прогнозирования скорости роста трещины в условиях ползучести 41
1.5.4. Постановка задач исследования 42
2. Прогнозирование длительной прочности и пластичности аустенитных материалов в условиях ползучести и нейтронного облучения 43
2.1. Физико-механическая модель межзеренного разрушения 43
2.1.1. Критерий разрушения 43
2.1.2. Уравнение зарождения пор по границам зерен 45
2.1.3. Уравнение роста пор 47
2.1.4. Определяющие уравнения 52
2.2. Определение параметров, необходимых для расчетов по модели 59
2.2.1. Механические свойства в исходном и облученном состояниях 59
2.2.2. Распухание при нейтронном облучении 60
2.2.3. Ползучесть при нейтронном облучении 60
2.2.4. Определение калибровочных параметров модели 68
2.3. Прогнозирование длительной прочности и пластичности аустенитных материалов при различных температурах и условиях облучения 69
2.3.1. Верификация модели 69
2.3.2. Построение расчетных кривых длительной прочности для стали типа Х18Н9 86
2.4. Методы расчета долговечности элементов конструкций 92
2.4.1. Расчет повреждений с помощью силового и деформационного критериев 92
2.4.2. Определение критерия начала второй стадии ползучести 96
2.4.3. Выбор консервативного подхода для оценки повреждений 105
2.5 Выводы по главе 2 106
3. Прогнозирование сопротивления малоцикловому и многоцикловому усталостному разрушению при нейтронном облучении стали типа Х18Н9 109
3.1. Основные положения процедуры построения кривых усталости 109
3.2. Процедура построения кривых усталости при отсутствии эффектов ползучести (Т<450С) 117
3.2.1. Учет асимметрии цикла нагружения 117
3.2.2. Определение параметров в уравнении Коффина-Мэнсона 118
3.2.3. Описание температурных зависимостей параметров а0,2, и sf уравнения Коффина-Мэнсона аустенитных сталей в условиях нейтронного облучении 119
3.2.4. Расчетные кривые сопротивления усталостному разрушению при Т<450С 120
3.3. Процедура построения кривых усталости при наличии эффектов ползучести (Т>450С) 121
3.4.Верификация метода прогнозирования циклической прочности 123
3.4.1. Сопоставление расчетных и экспериментальных результатов (для материала в исходном состоянии) 123
3.4.2. Сопоставление расчетных и экспериментальных результатов (для материала в облученном состоянии) 136
3.5. Построение нормативных кривых сопротивления усталостному разрушению 159
3.6. Процедура формирования циклов при сложном нагружении и объемном напряженном состоянии 165
3.6.1 Процедура определения профиля нагружения и размаха деформаций при нестационарном нагружении 165
3.6.2 Формирование циклов нагружения 168
3.7. Расчет повреждений при взаимодействии усталости и ползучести 171
3.8 Выводы по главе 3 180
4. Прогнозирование кинетики трещин в условиях ползучести и нейтронного облучения 182
4.1. Обобщение имеющихся данных по скорости роста трещин при ползучести для аустенитных сталей в исходном состоянии 182
4.2. Процедура учета влияния нейтронного облучения на скорость роста трещины в условиях ползучести 190
4.3. Определение коэффициентов зависимости скорости роста трещины в условиях нейтронного облучения 195
4.3.1. Влияние флакса нейтронов и температуры на скорость роста трещины при ползучести 195
4.3.2. Влияние предварительного флюенса нейтронов на скорость роста трещины при ползучести 201
4.3.3. Нормативные кривые скорости роста трещины аустенитных сталей в условиях ползучести и нейтронного облучения 208
4.3.4. Оценка сходимости результатов прогноза процесса роста трещины ползучести 213
4.4. Расчет роста трещины в элементе конструкции по механизму усталости и ползучести 215
4.6. Выводы по главе 4 217
Выводы по работе 219
Приложение 222
Литература 224
