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大型焊接結構應力變形快速算法成功助力鈉冷快堆上支承體現場制造
2021-11-23  |          【 】【打印】【關閉

  工程焊接結構尺寸大,焊接變形復雜,如果能采用數值模擬技術預測焊接應力變形,優化焊接工藝,對節約成本、縮短研制時間具有重要意義。由于結構尺寸大、焊接道次多,導致網格量巨大,再加上焊接是高度非線性過程,故難以采用熱彈塑性有限元法模擬計算大型結構件的焊接應力變形。重點實驗室科研人員開發了采用焊縫塑性區寬度映射、彈性計算整體變形的方法,并在工程焊接結構應力變形分析、指導現場工藝改進上獲得了成功應用。600MW示范鈉冷快堆堆內上支承體結構外徑約15.3米,內徑約7.4米,高6.5米,由支承板、法蘭、裙筒、筋板等組焊而成。由于鋼板厚度較厚,導致焊接道次多,焊縫總長度高達21.5公里。實驗室工作人員與一重集團大連核電石化有限公司合作,采用開發的快速計算方法,模擬計算了上支承體結構焊接應力變形,預測了焊接變形趨勢和每塊焊接部件的收縮量,研究了焊接順序、裝夾條件對結構焊接變形的影響規律,提出了具體的焊接優化工藝。相關研究成果改進了現場焊接制造工藝,有力地保障了鈉冷快堆建設的順利實施。

鈉冷快堆上支承體軸向焊接變形(a)和焊接殘余應力(b)分布圖

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