ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОЛЗУЧЕСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ С УЧЕТОМ ЭФФЕКТОВ НЕЙТРОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ
Аннотация
Разработана методика численного исследования на основе метода конечных элементов процессов деформирования и накопления повреждений в элементах конструкций из жаропрочных сплавов в условиях высокотемпературной ползучести с учетом влияния нейтронного облучения. Описание механического поведения материала осуществляется в рамках разработанных ранее общей модели поврежденного материала и модели ползучести для необлученных жаропрочных сплавов, дополненных учетом влияния облучения на скорость ползучести и появления эффекта хрупкого разрушения в заданном диапазоне изменения температур и интенсивности облучения. Определяющие соотношения модели ползучести облучаемого материала получены модификацией модели ползучести необлученного материала: введены материальные функции, учитывающие влияние флакса нейтронов на скорость деформации термической ползучести, на радиус поверхности ползучести, на предельное значение энергии диссипации при ползучести. Для моделирования процессов хрупкого разрушения при ползучести в условиях нейтронного облучения принимается допущение о том, что разрушающие значения эффективных нормальных напряжений являются функциями температуры, флакса нейтронов и текущего значения накопленной деформации ползучести. Материальные функции модели получены по результатам проведенных в НИИ механики базовых экспериментов для рассматриваемого жаропрочного сплава без облучения и имеющимся экспериментальным данным по исследованию ползучести этого сплава при его облучении. На основе предложенной модели разработана и реализована в рамках вычислительного комплекса УПАКС численная методика решения задач высокотемпературной ползучести конструкций из жаропрочных сплавов в условиях нейтронного облучения. Для верификации и иллюстрации возможностей разработанных методических и программных средств решен ряд задач моделирования процессов высокотемпературной ползучести и разрушения элементов конструкций, изготовленных из рассматриваемого жаропрочного сплава.
