放射性物质运输容器缩比模型跌落试验的数值模拟

发布时间：2021-11-01 10:06

　　随着核能在各个领域越来越广泛的应用,放射性物质的运输需求量也日益增长。若发生泄漏,会造成大量人员伤亡,财产损失,留下的后患更是几十年无法消除,因此放射性物质运输的安全性显得尤为重要。然而由于运输容器体积、质量较大,试验所用设备复杂,设备使用费用昂贵,模拟真实环境条件要求严苛等原因,决定了无法使用传统试验方法对全尺寸运输容器进行试验。因此使用缩比模型来代替原型容器进行关键部位的安全试验是一种经济有效的方法。然而在使用缩比模型进行实验时,由于尺寸参数不同,无法确定模型的应力、应变、接触力、加速度以及反应时间等响应变量是否会产生不同的结果,因此需要以比例定律作为依据,给出原型和缩比模型之间各个变量的关系。通过量纲分析中的Buckingham“Π定理”,推导出缩比模型容器的比例定律。以真实的圆柱形放射性物质运输容器为例,采用ABAQUS动态显式算法对原型和二分之一、四分之一、八分之一缩比模型,在事故条件下从9米高以底角跌落姿态冲击刚性地面,对考虑材料应变率与不考虑材料应变率两种情况下的动态响应进行了数值模拟。选取了四种不同比例模型中六个参考点,对其应变、应力、加速度、时间和容器与刚性地面之间的... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

核能应用

应用日益广泛。我国的原子能科学研究院、辐射防护研究院、、核电工程公司等许多单位都对放射性物质运输容器的设计、评定等方面进行了大量研究。上世纪 70 年代起，我国的核工物质容器的运输安全展开了系统的研究工作。上世纪 80 年代开始进行放射性物质安全运输研究与应用的相不菲的成绩。1982 年 RY-Ⅰ型乏燃料容器 1/2 比例模型容器研究设计院成功研制。1984 至 1986 期间分别对容器进行了传、1 米贯穿及 800℃以上火焰温度火烧 30 分钟等不同试验。根输容器的试验获得了大量数据，探索出了一系列测量的方法。和测量方法为基础，对原型容器展开一系列的研究和开发。并成了重达 5100kg 的 RY-Ⅰ型乏燃料运输容器在正常运输条件下的试验[11]。另一方面，对医用型 FCo70-YQ 型放射源运输验，以确保容器在设想的火烧事故中，依旧起到对乏燃料的屏蔽

图 3-1 放射性物质运输容器结构示意图Fig3-1 Structure of shipping container输容器按比例将防护罩容器和屏蔽原容器中各容器的二分之一、四分之一和八分之一。为确保模型所取的参考点位置相同，对模型进行缩小时因此，除尺寸之外，缩比模型的内部结构、采用的划分均与原模型完全相同。器的二维结构示意图，通过三维建模软件 ABA维立体模型。其中支撑板与防护罩柱体外壳采用US 建模。三维模型如图 3-2 所示。


本文编号：3469974