孔洞对核安全壳抗震性能影响

论文摘要

核电是重要的电力资源。然而核电站遭遇破坏后会产生严重的后果,因此,核电站安全性研究具有重要的意义。地震是一种常见的自然灾害,其破坏能力巨大,所以,核安全壳的抗震性能是重要的研究内容。本文研究内容为安全壳上设备,人员通道等孔洞对安全壳抗震性能的影响,总结影响规律,为安全壳结构抗震设计提供参考意见,其具体研究内容如下:首先,通过有限元软件ANSYS分别建立完整安全壳模型与孔洞的模型,分别计算其自振周期和振型,比较孔洞对频率值及振型的影响。计算结果表明,当孔洞尺寸在7m×4m时,孔洞对于安全壳的这两项性能影响较小。其次,应用振型反应谱法,对完整安全壳模型与开设孔洞的模型进行分析,寻找安全壳的最薄弱部分,计算并比较两种模型不同高度的侧移及相对侧移,底部剪力等反应值。根据计算的结果表明,最薄弱的地方发生在圆筒与底板的交接处,比较两种模型的计算结果,发现孔洞对不同高度侧移,相对侧移及底部剪力的影响仍然较小。最后,应用时程分析法,选择了3个不同的地震波对两种模型分析,同样是寻找安全壳的最薄弱部分,发现薄弱部分仍圆筒与底板的交接处,这也与振型反应谱法计算的结果一致。同时,计算比较孔洞对安全壳周边应力的影响,由3个不同的地震波计算结果表明,当孔洞大小尺寸在7m×4m时,其周边应力变化比较大,达到了14%,而且影响的范围也比较远,沿桶壁边14m的范围内都有影响,并且随着孔洞的垂直高度增加,范围有所减小。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 抗震理论发展历程
• 1.2.1 静力法
• 1.2.2 反应谱法
• 1.2.3 时程分析法
• 1.3 安全壳结构
• 1.4 孔洞对安全壳抗震性能影响的研究
• 1.5 课题研究的主要内容
• 第2章 安全壳分离式模型
• 2.1 安全壳结构概况
• 2.2 核安全壳分离式模型
• 2.2.1 ANSYS及混凝土单元简介
• 2.2.2 安全壳分离式模型
• 2.2.3 材料非线性
• 2.3 开孔洞安全壳结构模拟
• 2.4 本章小结
• 第3章 模态分析和振型分解反应谱分析
• 3.1 安全壳模态分析
• 3.1.1 模态分析的方法
• 3.1.2 模态分析的基本力学方程
• 3.1.3 安全壳模态分析的结果
• 3.2 振型分解反应谱法
• 3.2.1 反应谱
• 3.2.2 水平地震影响系数α
• 3.2.3 设计反应谱
• 3.2.4 振型分解反应谱法理论
• 3.3 地震基本参数的计算
• 3.4 振型分解反应谱法计算结果
• 3.4.1 多遇地震
• 3.4.2 罕遇地震
• 3.5 本章小结
• 第4章 时程反应分析
• 4.1 时程分析
• 4.1.1 时程分析的意义
• 4.1.2 时程分析基本理论
• 4.1.3 阻尼计算
• 4.1.4 地震波的选取
• 4.1.5 地震波的调整
• 4.2 完整安全壳时程分析计算结果
• 4.2.1 唐山波作用下计算结果
• 4.2.2 天津波作用下计算结果
• 4.2.3 人工波作用下计算结果
• 4.3 开孔洞安全壳时程分析计算及比较
• 4.3.1 唐山波
• 4.3.2 天津波
• 4.3.3 人工波
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文和取得的科研成果
• 致谢