Исследование остаточных напряжений в элементах конструкций ЯЭУ методом сверления отверстий и цифровой спекл интерферометрии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.03, кандидат технических наук Апальков, Андрей Александрович

  • Апальков, Андрей Александрович
  • кандидат технических науккандидат технических наук
  • 2005, Москва
  • Специальность ВАК РФ05.14.03
  • Количество страниц 173
Апальков, Андрей Александрович. Исследование остаточных напряжений в элементах конструкций ЯЭУ методом сверления отверстий и цифровой спекл интерферометрии: дис. кандидат технических наук: 05.14.03 - Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации. Москва. 2005. 173 с.

Оглавление диссертации кандидат технических наук Апальков, Андрей Александрович

Введение.

1.ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДА ЦИФРОВОЙ СПЕКЛ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ (ОБЗОР)

1.1. Спекл-эффект.

1.1.1. Субъективные и объективные спекл структуры.

1.1.2. Структура методов спекл интерферометрии.

1.2. Корреляционная спекл интерферометриия.

1.2.1. Образование полос спекл корреляции.

1.2.2. Цифровое вычитание изображений.:

1.2.3. Измерение нормальной к поверхности тела компоненты вектора перемещения.

1.2.4. Измерение тангенциальной к поверхности тела компоненты век — тора перемещения.

Выводы по главе 1.

2. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ . 31 2.1. Регистрации полей трех компонент вектора перемещения

2.1.1. Оптическая схема цифрового спекл интерферометра

2.1.2. Экспериментальная установка для измерения полей трех компонент вектора перемещения.

2.1.3. Оценка взаимного влияния друг на друга измеряемых полей перемещений

2.1.4. Влияние глубины резкости изображающей системы

2.1.5. Введение дополнительного поля перемещений.

2.1.6. Разработка мобильных устройств для регистрации полей перемещений

2.2. Методика определения остаточных напряжений с помощью зондирующего отверстия по данным измерений перемещений методом цифровой спекл интерферометрии.

2.2.1. Основные уравнения и исходная информация для определения остаточных напряжений.

2.2.2. Расчет базисных функций единичных перемещений

2.2.3. Режимы изготовления зондирующего отверстия.

2.2.4. Определение знака остаточных напряжений.

Выводы по главе 2.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ.

3.1. Тестирование методики на образцах, деформируемых в условиях одноосного растяжения.

3.1.1. Образец и устройство для его растяжения.

3.1.2. Результаты измерения упругих напряжений.

3.2. Тестирование методики на образцах, деформируемых в условиях изгиба.

3.2.1. Образец и схема его нагружения.

3.2.2. Анализ заданных и измеренных упругих напряжений

3.2.3. Диапазон измеряемых напряжений (сравнение с ГИ)

3.3. Тестирование методики на образцах, деформируемых в условиях двухосного напряженного состояния.

3.3.1. Квадратная пластина и схема ее нагружения при четырехточечном изгибе.

3.3.2. Сравнение заданных и измеренных упругих напряжений

3.3.3. Исследование остаточных напряжений в зоне стыкового сварного шва в плоских образцах (сравнение с ГИ).

3.3.4. Спекл интерферограммы, получаемые при различных соотношениях между главными напряжениями

3.3.5. Погрешности определения остаточных напряжений.

Выводы по главе 3.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСТАТОЧНЫХ СВАРОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ТРУБОПРОВОДАХ

4.1. Исследования остаточных сварочных напряжений в токоподво-де системы охлаждения электропечи остекловывания жидких ВАО ЭП-500/

4.1.1. Образцы со сварными швами.

4.1.2. Анализ результатов измерения остаточных напряжений в двух образцах.

4.2. Исследование остаточных напряжений в зоне сварного соединения трубопровода ДУ-300 реактора РБМК

4.2.1. Образец со сварным швом.

4.2.2. Результаты измерений остаточных напряжений и их анализ . .121 Выводы по главе 4.

5. ОЦЕНКА ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ОБЕЧАЙКЕ КОРПУСА РЕАКТОРА ВВЭР

5.1. Обечайка корпуса реактора ВВЭР

5.1.1. Изготовление обечайки.

5.1.2. Схема разрезки обечайки.

5.2. Численное моделирование процесса образования остаточных напряжений в обечайке.

5.2.1. Моделирование остаточных напряжений в наплавке

5.2.2. Моделирование процесса вырезания из обечайки темплета

5.2.3. Исследование остаточных напряжений в плоских образцах.

5.3. Экспериментальное исследование остаточных напряжений на поверхности темплетов методом ЦСИ.

5.3.1. Исследование остаточных напряжений на внутренней поверхности темплета № X15.

5.3.4. Исследование остаточных напряжений на боковой поверхности темплета № XI5 в основном металле.

5.3.4. Исследование остаточных напряжений на внутренней поверхности темплета № Х22.

5.4. Анализ результатов исследований.

Выводы по главе

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации», 05.14.03 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование остаточных напряжений в элементах конструкций ЯЭУ методом сверления отверстий и цифровой спекл интерферометрии»

Остаточными напряжениями (ОН) называют напряжения, имеющие место в элементах машин и конструкций при отсутствии внешних воздействий. Они создаются на различных стадиях производства элементов машин (технологические ОН), а также в процессе их эксплуатации, если в рабочем цикле нагружения возникают пластические деформации или деформации ползучести [1].

Задача анализа остаточных технологических напряжений, в особенности возникающих при термомеханической обработке металлов и обусловленных сложными физико-механическими процессами и структурными преобразованиями, происходящими в материале, является одной из наиболее сложных проблем механики деформируемого твердого тела [2].

Несмотря на то, что на протяжении нескольких десятилетий происходит развитие методов определения ОН, в этой области остается еще много нерешенных вопросов.

Остаточные напряжения могут оказывать как отрицательное, так и положительное влияние на работоспособность конструкций. Во многих случаях снижение уровня ОН в ответственных элементах конструкций ЯЭУ способствует повышению их надежности и долговечности и является одной из важных задач, решаемых при проектировании элементов АЭС [3]. Отметим, что в 1997-1998 гг. на всех энергоблоках АЭС в России с РБМК были зафиксированы многочисленные случаи трещинообразования в околошовной зоне сварных соединений трубопроводов ДУ-300. Одной из причин этого явилось наличие остаточных напряжений [4].

С другой стороны, ОН могут способствовать снижению уровня суммарных напряжений в наиболее нагруженных зонах ответственных элементов конструкций, тем самым, оказывая положительное влияние на прочность. Например, как показывают результаты проведенных экспериментальных исследований, учёт остаточных технологических напряжений, обусловленных нанесением аустенитной наплавки на внутреннюю поверхность цилиндрической обечайки корпуса реактора ВВЭР-1000, приводит к повышению запасов прочности [5].

Развитие экспериментальных методов определения ОН, позволяющих получать значительные объемы пригодной для математической обработки информации о полях деформаций в деталях, дало толчок к созданию новых и совершенствованию известных подходов к анализу остаточных напряжений, что существенно расширяет круг решаемых практических задач. Остаточные напряжения условно разделяют на два класса:

• Микронапряжения - это напряжения, реально существующие непосредственно в кристаллическом зерне и претерпевающие значительные изменения в его пределах.

• Макронапряжения являются осреднением микронапряжений. Данное осреднение выполняется с целью использования при расчетах модели однородного материала, при этом осредненные напряжения (макронапряжения) не претерпевают существенных изменений в пределах кристаллического зерна.

Подавляющее большинство современных подходов к оценке напряженного состояния базируется на континуальных моделях материала, процессы деформирования и разрушения которых описываются на основе уравнений механики сплошных сред. Это связано как со значительными трудностями экспериментального определения микронапряжений из-за крайней малости кристаллических зерен, для которых характерна произвольная неправильная форма, и, в общем случае, из-за существенной их неоднородности, так и, в первую очередь, тем обстоятельством, что все современные методы расчёта НДС и прочности конструкций ориентированы на макронапряжения.

Для решения задач оценки прочности, надежности и оптимального проектирования конструкций разработаны различные методы, позволяющие проводить оценку ОН в большинстве практических случаев. Методические особенности того или иного способа определения ОН связаны с геометрией исследуемого объекта, характером распределения ОН, свойств материалов и рядом других факторов [2].

Методы определения ОН следует разделить на две группы: расчетные (аналитические и численные) и экспериментальные. В настоящее время разработаны общие подходы к решению задачи численного моделирования ОН, возникающих в деталях при их отливке и термообработке, а так же сварочных технологических напряжений [6-11]. Однако, численные методы могут успешно применяться только при условии, когда построена математическая модель, позволяющая адекватно описать все механические, физико-химические, тепловые и другие процессы, происходящие в материале. Так, например, при моделировании сварочного процесса необходимо учитывать изменение механических и теплофизических свойств материала, а также процессов кристаллизации и т.д. во всём диапазоне температур [12-13], параметры которые во многих случаях неизвестны, или известны со значительной погрешностью. Отсюда следует, что для определения ОН, возникающих вследствие сложных физико-механических и тепловых воздействий, реальных граничных условий, влияния технологических и эксплуатационных нагрузок, а также для оценки точности результатов применения численных методов на различных этапах исследования всегда следует использовать экспериментальные методы анализа остаточных напряжений [14-15].

Экспериментальные методы исследования ОН следует разделить на разрушающие и неразрушающие. Неразрушающие методы анализа ОН имеют определенные преимущества перед разрушающими, так как их применение в принципе не требует разрушения исследуемого объекта. Эти методы основаны на регистрации изменений физических свойств и характеристик материалов под действием механических напряжений: акустические методы (акустоупругость, метод поверхностных волн Рэлея); рентгеновский метод; метод дифракции нейтронов; магнитострикционный метод; токовихревой метод и ряд других [2]. Среди неразрушающих методов наиболее широкое применение на практике нашел рентгеновский метод, основанный на рассеивании рентгеновских лучей при прохождении ими кристаллической решетки регулярного строения. Однако, данный метод имеет ряд недостатков, наиболее существенными из которых являются малая глубина проникновения рентгеновских лучей в металл (до 0,1 мм), а также сравнительно невысокая точность. Кроме того, рентгеновский метод позволяет проводить оценку напряжений только в материалах, имеющих мелкозернистую структуру.

Другие неразрушающие методы анализа остаточных напряжений, в основном, находятся на стадии аппаратурных разработок и не нашли пока широкого применения на практике для получения количественных результатов.

К разрушающим методам относятся методы, связанные с частичной или полной разрезкой исследуемого объекта. В основе методов разрезки всегда лежит аналитическое соотношение (или расчетная процедура), позволяющее на основе обработки данных эксперимента определить искомые ОН [1]. В работе [16] представлен метод реальных элементов и его приложение к решению задач о трубопроводах с осевой и окружной трещиной ГЦТ ДУ500, основанный на результатах испытания С-образных образцов.

Наиболее эффективным и широко применяемым на практике в настоящее время является метод зондирующего отверстия [2]. В случае плоского напряженного состояния для определения ОН на основе метода сверления сквозного отверстия используется аналитическое решение задачи теории упругости о напряжённо-деформированном состоянии в пластине неограниченных размеров с прямым круговым отверстием, нагруженной на бесконечности (так называемая задача Кирша [17]). В последние годы широкое применение при исследовании ОН получил метод нанесения несквозного "глухого" отверстия [4,2]. Учитывая, что диаметр и глубина зондирующего отверстия составляют малые величины (порядка 2мм), при исследованиях крупногабаритных конструкций ЯЭУ, имеющих допустимые дефекты, размеры которых превышают параметры наносимого отверстия - индикатора, данный метод можно отнести к неразрушающий методам исследования ОН.

До недавнего времени (90-х годов 20-го столетия) экспериментальные исследования ОН базировались на использовании методов тензометрии [1820] и фотоупругих покрытий [21-22].

Применение тензорезисторов при определении ОН имеет ряд существенных недостатков, главным из которых являются следующие: отсутствие возможности получения поля деформаций в зоне сверления, что не позволяет оценить адекватность модели используемой для расчета ОН на основе результатов измерений; возможность получения информации только по усредненным на базе датчика деформациям.

Указанные обстоятельства могут привести к значительным погрешностям результатов. При этом, что особенно важно, величины этой погрешности не могут быть оценены.

Метод фотоупругих покрытий с точки зрения используемой аппаратуры является одним из наиболее простых и надежных способов исследования полей деформаций на поверхности конструкций при статических нагрузках, а также для исследования стационарных временных процессов. С момента разработки этого метода он активно применяется для исследования остаточных напряжений с использованием различных подходов, основанных на разрезке деталей, и, в частности, в сочетании с методом сверления кругового отверстия. Вместе с тем, применение этого метода в условиях натурных испытаний имеет определённые ограничения, связанные с влиянием внешних факторов и, в первую очередь, изменения температуры и влажности в период нанесения покрытий, так как для этого требуется время от 6-ти до 24-х часов [22].

С учетом требований к объему и точности экспериментальной информации, необходимой для анализа ОН, можно сделать вывод, что наиболее эффективными способами её получения являются интерференционно-оптические методы, основанные на использовании когерентного лазерного излучения: голографическая интерферометрия, спекл-фотография и метод цифровой спеют интерферометрии (ЦСИ) [23-25].

Метод ЦСИ имеет значительные преимущества перед другими когерентно-оптическими методами, так как: обеспечивает получение информации о полях перемещений поверхности исследуемого объекта непосредственно в цифровом виде, что даёт возможность оперативной математической обработки информации, а также накопления больших массивов информации; в нём отсутствует процесс фотообработки голограмм, вследствие чего он обеспечивает оперативность получения информации при одновременном снижении стоимости эксперимента; обеспечивает непосредственное получение полей нормальных и тангенциальных компонент вектора перемещений независимо друг от друга.

Таким образом, метод ЦСИ, сочетающий в себе преимущества когерентно-оптических методов (бесконтактность, высокую чувствительность, отсутствие предварительных операций над объектом исследования) с оперативностью и обработкой соответствующего цифрового сигнала, следует считать наиболее перспективным методом получения деформационного отклика, получаемого при разрезке детали или нанесении зондирующего отверстия и обусловленного снятием ОН по «освобождаемым поверхностям». Информация о деформировании поверхности исследуемого объекта фиксируется цифровой видео камерой, поступает в компьютер, оцифровывается и хранится в виде числовых файлов [26]. Непосредственным результатом эксперимента на этапе получения первичной информации являются интерферограммы - системы полос, интерференционные порядки которых определяются отдельными компонентами полей перемещений. Наличие большого объёма экспериментальной информации обеспечивает возможность построения более совершенных моделей, используемых при интерпретации данных эксперимента, что способствует повышению надежности окончательных результатов исследований [27-30].

Метод ЦСИ находит всё более широкое применения в экспериментальной механике. В последние годы он активно используется для исследования механических свойств материалов [31-34], обнаружения дефектов в конструкциях [35-36], динамических характеристик конструкций [37-39], деформационного отклика при вдавливании индентора [40] и т.д. Экспериментальные данные, полученные методом ЦСИ, используются для верификации пакетов прикладных программ расчёта НДС конструкций на основе метода конечных элементов (МКЭ) [41].

Исследования ОН методом ЦСИ можно проводить как в лабораторных, так и в полевых условиях, что стало возможным при появлении необходимого оборудования с автономным электропитанием (одномодовые полупроводниковые лазеры, компьютер типа Ноутбук). Следует отметить следующее преимущество применения данного метода в условиях, вредных или опасных для обслуживающего персонала: в отличие от методов тензометрии и фотоупругих покрытий, метод ЦСИ не требует предварительной подготовки поверхности, а, следовательно, время нахождения персонала в опасной зоне существенно уменьшается и, с учетом монтажа интерференционной установки, выполнения зондирующего отверстия и регистрации полей перемещений до и после засверловки не превышает нескольких минут для одной точки исследования.

Уникальные возможности метода ЦСИ, заключающиеся в оперативном получении большого объёма экспериментальной информации в цифровом виде, являются основой для повышения точности определения ОН на основе математической обработки данных эксперимента с использованием метода наименьших квадратов (МНК).

Вместе с тем до недавнего времени в отечественной литературе отсутствовали публикации, связанные с использованием метода ЦСИ для исследования остаточных напряжений.

Цель диссертационной работы состояла в разработке метода и аппаратуры для регистрации остаточных сварочных напряжений с помощью зондирующих отверстий по данным измерений полей перемещений методом цифровой спеют интерферометрии, а также в их применении к исследованию ОН в ответственных элементах конструкций ЯЭУ. Для достижения указанной цели проводились исследования по следующим направлениям:

1. Разработка научно-методических вопросов применения метода ЦСИ для определения остаточных напряжений, включая:

•оптимизацию оптических схем спекл интерферометра для независимой регистрации трех компонент вектора перемещения точек поверхности деформируемого тела;

•разработку и создание специализированного электронного спекл интерферометра для определения ОН.

2. Рассмотрение вопросов корректной интерпретации результатов измерений с целью получения остаточных напряжений, включая:

•создание методики определения ОН на основе математической обработки полного поля перемещений в зоне сквозного зондирующего отверстия с использованием аналитического решения Кирша соответствующей задачи, включая случаи разориентации осей чувствительности интерферометра и направлений главных остаточных напряжений;

•решение модельных задач МКЭ и разработку методики определения ОН с использованием математической обработки полного поля перемещений в зоне глухого зондирующего отверстия;

•разработку способа определения знака остаточных напряжений по характеру картин интерференционных полос.

3. Практическое применение разработанных подходов для исследования остаточных напряжений в типовых элементах ЯЭУ: в токоподводе системы охлаждения электропечи остекления жидких высокоактивных отходов ЭП-500/3, в трубопроводе Ду-300 первого контура реактора РБМК—1000, в цилиндрической обечайке корпуса реактора ВВЭР-1000.

В связи с сформулированными целями диссертационной работы были выполнены исследования и разработки, имеющие элементы научной новизны, в том числе:

•разработан специализированный цифровой спекл интерферометр для независимой цифровой регистрации величин отдельных компонент вектора перемещения точек поверхности деформируемого тела в окрестности зондирующего отверстия;

•предложен способ определения направлений компонент вектора перемещений путем внесения дополнительного оптического сдвига фаз в результирующую интерферограмму зоны деформационного отклика;

• создана и апробирована методика определения остаточных напряжений известной ориентации путем математической обработки экспериментальных данных (в приближении упругих деформаций) с использованием методов линейного регрессионного анализа, в частности:

- на основе аналитического решения задачи для тонколистовых элементов конструкций при двухосном растяжении-сжатии и сквозного зондирующего отверстия (задача Кирша);

-на основе МКЭ-решения для массивных объектов и глухих зондирующих отверстий;

• создана и апробирована методика определения главных остаточных напряжений при произвольной их ориентации относительно осей чувствительности интерферометра на основе метода нелинейной регрессии;

• на основе созданных методик и разработанного оборудования получены оригинальные результаты, демонстрирующие характер и уровень распределений остаточных напряжений в некоторых типовых элементах конструкций ЯЭУ, имеющие научный и практический интерес.

Практическая значимость работы. На основе разработанных методики и аппаратуры проведены исследования остаточных напряжений в ответственных элементах конструкций ЯЭУ:

• в зоне сварных соединений токоподвода системы охлаждения электропечи остекления жидких высокоактивных отходов ЭП-500/3 на наружной и на внутренней поверхностях;

• в окрестности сварных швов трубопровода Ду—300 первого контура реактора РБМК-1000 на наружной и на внутренней поверхностях;

• в образцах (темплетах), вырезанных из цилиндрической обечайки корпуса реактора ВВЭР-1000, выполненной по штатной технологии.

Указанные исследования проводились в следующих проектных и научно-исследовательских организациях: МИФИ, Институт Машиноведения им. А.А.Благонравова ИМАШ РАН, ИЦП МАЭ.

Достоверность и обоснованность научных результатов и выводов подтверждается значительным количеством тестовых экспериментов, а также сравнительным анализом с результатами, полученными расчетными и другими экспериментальными методами (голографической интерферометрии и методом оптически-чувствительных покрытий) как в тестовых экспериментах, так и на натурных конструкциях ЯЭУ.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Разработка специализированного электронного спекл-интерферометра для регистрации величин перемещений в окрестности зондирующего отверстия и идентификации их направлений методом дополнительного оптического фазового сдвига.

2. Метод определения остаточных напряжений, основанный на измерении полей тангенциальных компонент вектора перемещений при произвольной ориентации осей интерферометра в окрестности как сквозного, так и глухого зондирующего отверстия и на математической интерпретации получаемых данных в терминах величин главных напряжений.

3. Оценка точности разработанного метода для широкого ряда соотношений величин и знаков компонент тензора остаточных напряжений.

4. Разработка методических вопросов исследования распределений ОН в типовых элементах ЯЭУ, включая создание специализированного оборудования и способов интерпретации экспериментальных даннь~х.

5. Результаты исследования распределений остаточных сварочных напряжений в конструктивных элементах ЯЭУ: в сварных соединениях трубопровода Ду-300 первого контура реактора РБМК-1000, в сварных соединениях токоподвода системы охлаждения электропечи ЭП-500/3, в биметаллической обечайке корпуса реактора ВВЭР-1 ООО.

Апробация работы

1. Результаты диссертации докладывались и обсуждались на научной сессии МИФИ - 1999 (г. Москва, 1999), на II Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых (г. Жуковский, Москва 1999), на III международной научно-технической конференции «Безопасность трубопроводов» (Москва 1999), на международной научно-технической конференции «Современные проблемы аэрокосмической науки и техники» (Жуковский-Москва 2000), на 1-ой Российской конференции «Методы и программное обеспечение расчетов на прочность» (Туапсе 2000), на XIII конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Современные вопросы машиноведения» ИМАШ РАН (Москва 2001).

2. Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в 10 печатных работах.

Похожие диссертационные работы по специальности «Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации», 05.14.03 шифр ВАК

Заключение диссертации по теме «Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации», Апальков, Андрей Александрович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Создан специализированный цифровой спекл интерферометр, обеспечивающий регистрацию трех компонент вектора перемещения. На его основе создана компактная аппаратура для определения остаточных напряжений в виде двух модулей — первый для измерения нормальных, а второй - для тангенциальных компонент полей перемещений.

2. Разработан и верифицирован метод определения остаточных напряжений на основе измерения методом цифровой спекл интерферометрии деформационного отклика, вызванного сверлением малого зондирующего отверстия, который включает следующие основные элементы:

• получение исходной экспериментальной информации в виде полей тангенциальных компонент перемещений в двух ортогональных направлениях, произвольно ориентированных по отношению к направлениям главных напряжений;

• определение знака компонент перемещений путем внесения дополнительного оптического поля в зону деформационного отклика;

• переход от исходных экспериментальных данных к искомым величинам остаточных напряжений. С этой целью для тонкостенных элементов конструкций используется решение задачи Кирша, а для толстостенных объектов - базисные единичные перемещения, полученные МКЭ.

3. Представлен анализ точности предложенного метода на основе исследования полей упругих напряжений с известными параметрами. Данный анализ выполнен для широкого круга картин интерференционных полос, характерных для различных соотношений между величинами и знаками главных напряжений, а также различных величин угла между осями интерферометра и направлениями главных напряжений. Показано, что в большинстве реальных практических случаев погрешность определения напряжений не превышает 10 %.

4. Проведены исследования полей остаточных напряжений в окрестностях сварных соединений ряда типичных конструктивных элементах ЯЭУ, таких как:

• токоподводы системы охлаждения электропечи остекловывания жидких высокоактивных отходов ЭП-500/3;

• фрагмент трубопровода Ду-300 первого контура реактора РБМК-1000;

• темплеты, вырезанные из цилиндрической обечайки корпуса реактора ВВЭР-1000.

Полученные результаты использованы для рекомендаций как по эксплуатации конструкций, так и для компьютерного моделирования полей остаточных напряжений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Апальков, Андрей Александрович, 2005 год

1. Биргер И.А. Остаточные напряжения. М.: Машгиз, 1963. 233 с.

2. Экспериментальная механика/под ред. А.Кобаяси, т.2. М.: Мир, 1990. -551 с

3. Рябев Л.Д. Перспективы атомной энергетики в России // Третий российско-американский семинар «Продление ресурса безопасной эксплуатации»/ Доклады семинара. М.: 19-22 мая 1997.- С.57-83.

4. Apalkov А.А., Odintsev I.N., Shchepinov V.P., Schikanov A.Yu., and oth. Research of welding stresses in the pipelines DU-300 of the Smolensk and Kursk NPP'S. // The Third international conference pipelines safety-M.: September, 610, 1999- V4.- P. 68-81.

5. Разумовский И.А., Апальков A.A., Бортников M.B., Одинцев И.Н., Хвостов С.М. Методология исследования остаточных напряжений в биметаллической обечайке корпуса ВВЭР-1000.НИКИЭТ. Годовой отчет за 2002 г.-М., 2002.-с. 216-218.

6. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.:Мир, 1975.

7. Technical report on material selection and processing guidelines for BWR coolant pressure boundary piping NUREG-0313-Rev. 2, 1988.

8. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций при проектировании, сооружении и эксплуатации (ОПБ-82). М.: Энергоатомиз-дат, 1985.

9. Возможности метода суперэлементов при расчете остаточных напряжений в стыковых сварных соединениях труб для решения задач безопасной эксплуатации (сравнение осесимметричной и трехмерной схем решения) /

10. A.С. Киселев, О.И.Иванова, И.А.Тутнов и др. // Безопасность трубопроводов: Матер. 2-й междунар. конф. М., 1997. - С. 1-12. 15.

11. Киселев С.Н., Киселев А.С., Куркин А.С., Аладинский В.В., Маханев

12. B.О. Современные аспекты компьютерного моделирования тепловых, деформационных процессов и структурообразования при сварке и сопутствующих технологиях// Сварочное производство, 1998, №10. С. 16-24.

13. Киселев А.С. Разработка методов анализа и проектирования сварочной технологии на основе компьютерного моделирования термодеформационного и структурного состояния сварных конструкций: Дис. докт. техн. наук. -М., 1999.-310 с.

14. Экспериментальные исследования напряжений в конструкциях. М.: Наука, 1992-202 с.

15. Остаточные напряжения и методы их регулирования. //Труды Всесоюзного симпозиума-М.: 1982,-290 с.

16. Шамраев Ю.В. Расчет прочности трубопровода ГЦТ ДУ-500 методом реальных элементов, основанный на результатах испытания С-образных образцов. //Научная сессия МИФИ-2000.Сборник научных трудов. В 13 томах. М.: МИФИ, 2000- Т.8.- С. 144-146.

17. Курносов Д.Г., Якутович М.В. Измерение остаточных напряжений методом высверливания отверстия. Заводская лаборатория. 1946 г. Т. 12, № 12.1. C. 960-967.

18. Дайчик M.JL, Пригоровский Н.И., Хурдушов Г.Х. Методы и средства натурной тензометрии М.: Машиностроение, 1989 - 236 с.

19. Determining Residual Stress by Hole-Drilling Strain-Gage Method. /ASTM Stand. E837-81. Philadelphia.: ASTM.- 1981.

20. Photoelastic Measurement of Birefringence and Residual Stress in Transparent or Trunslucent Plastic Materials/ ASTM Stand. D4093-82. Philadelphia.: ASTM.-1982

21. Александров А.Я.,Ахметзянов M.X. Поляризационно-оптические методы механики деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1973. - 572 с.

22. Разумовский И.А. Метод фотоупругих покрытий при исследованиях в зонах больших градиентов напряжений // Машиноведение. 1984. -N2. - С.84-87.

23. Вест Ч. Голографическая интерферометрия. -М.: Мир, 1982, 504 с.

24. Островский Ю.И., Щепинов В.П., Яковлев В.В. Голографические интерференционные методы измерения деформаций-М.: Наука 1988.-248 с.

25. Shchepinov V.P., Pisarev V.S., Novikov S.A., Balalov V.V., Odintsev I.N., Bondarenko M.M. Strain and Stress Analysis by Holographic and Speckle Inter-ferometry.- Chichester.: John Wiley, 1996- 496 p.

26. Yamaguchi I. Holography, speckle, and computers. // Optics and Lasers in Engineering. 2003. - V.39 - Is. - 4. - P. 411 - 429.

27. Steinzig M., Ponslet E. Residual stress measurement using the hole drilling method and laser speckle Interferometry: part I.// Experimental techniques. -May/june 2003. P.43-46.

28. Steinzig M., Ponslet E. Residual stress measurement using the hole drilling method and laser speckle Interferometry: part II Analysis technique.// Experimental techniques. July/August 2003. - P. 1-5.

29. Steinzig M., Ponslet E. Residual stress measurement using the hole drilling method and laser speckle Interferometry: part III Analysis technique.// Experimental techniques. September/ October 2003. - P.45-48.

30. Viotti M.R., Kaufmann G.H. Accuracy and sensitivity of a hole drilling and digital speckle pattern interferometry combined technique to measure residualstresses. // Optics and Lasers in Engineering. 2004. - V.41 - Is. - 2. - P. 297 -305.

31. Hansen R.S. A compact ESPI system for displacement measurements ofspecular reflecting or optical rough surfaces. // Optics and Lasers in Engineering. 2004. - V.41 - Is. - 1. - P. 73 - 80.

32. Aswendt P., Hofling R. Speckle interferometry for materials testing under extreme thermal conditions. // Measurement. 1998. - V.23 — Is. - 4. - P. 205 — 213.

33. Wang R., Kido M. High temperature fatigue deformation behaviors of thermally sprayed steel measured with electronic speckle pattern interferometry method. // Materials Research Bulletin. 2003. - V.38 - Is. - 8. - P. 1401- 1411.

34. An W., Carlson Т.Е. Speckle interferometry for measurement of continuous deformations. // Optics and Lasers in Engineering. 2003. - V.40 - Is. - 5-6. - P. 529-541.

35. Krishna N., Rastogi P. Recent developments in digital speckle pattern interferometry. // Optics and Lasers in Engineering. 2003. - V.40 - Is. — 5-6. -P. 439-445.

36. Kim K.-S., Kang K.-S., Kang Y.-J., Cheong S.-K. Analysis of an internal crack of pressure pipeline using ESPI and shearography. // Optics & Laser Technology. 2003. - V.35 - Is. - 8. - P. 639 - 643.

37. Caponero M.A., Pasqua P., Paolozzi A., Peroni I. Use of holographic interferometry and electronic speckle pattern interferometry for measurement of dynamic displacements. // Mechanical Systems and Signal Processing. 2000. -V.14 — Is.- 1. — P. 49-62.

38. Wong W.O., Chan K.T. Quantitative vibration amplitude measurement with time-averaged digital speckle pattern interferometry. // Optics & Laser Technology. 2003. - V.30 - Is. - 5. - P. 317 - 324.

39. Romero G., Alvarez L., Alanis E., Nallim L., Grossi R. Study of a vibrating plate: comparison between experimental (ESPI) and analytical results. // Optics and Lasers in Engineering. 2003. - V.40 - Is. - 1-2. - P. 81 - 90.

40. Hathaway R.B., Hovanesian J.D., Hung Y.Y. Residual stress evaluation using shearography with large shear displacements // Optics and Lasers in Engineering. - 1997. - V.27 - Is. - 1. - P. 43 - 59.

41. Джоунс Р., Уайкс К. Голографическая и спекл-интерферометрия. М.: Мир, 1986.-327 с.

42. Ostrovsky Yu. I., Shchepinov V.P., Yakovlev V.V. Holographic interfe-rometry in experimental mechanics. -Berlin.: Springer-Verlag, 1991.-248 p.

43. Щепинов В.П. Измерение перемещений точек поверхности деформируемого тела методами спекл интерферометрии: Учебное пособие. М.: МИФИ, 1998.-28 с.

44. Shchepinov V.P., Pisarev V.S., Novikov S.A., Balalov V.V., Odintsev I.N., Bondarenko M.M. Strain and Stress Analysis by Holographic and Speckle Inter-ferometry.- Chichester.: John Wiley, 1996- 496 p.

45. Клименко И.С. голография сфокусированных изображений и спекл-интерферометрия. М.: Наука, 1985. - 223 с.

46. Yamaguchi I. Fringe formation in speckle photography. Optik, 1984, v.l, №1, p.87- 88.

47. Goodman J.W., in: Laser Speckle and related phenomena. J.C.Dainty (ed.), Springer Verlag, 1975.1. Глава2

48. Апальков А.А., Одинцев И.Н., Разумовский И.А. Применение электронной спекл-интерферометрии для измерения остаточных напряжений. Заводская лаборатория. 2002 г., т.68, №4, с.48-51.

49. Франсон М. Оптика спеклов. — М.: Мир, 1980 109 с.

50. Raczkevi В., Gyimesi F., Mike S. One-wave length in-plane rotation analysis in electronic speckle pattern interferometry. // Optics and Lasers in Engineering. -2001. V.35 - Is. - 1. - P. 33 - 40.

51. Антонов А. А., Бобрик А.И., Морозов B.K. и др. Определение остаточных напряжений при помощи создания отверстий и голографической интерферометрии // Механика твердого тела.—1980-№2.-С.41-43.

52. Щиканов А.Ю., Щепинов В.П. Анализ картин интерференционных полос в зоне релаксации остаточных напряжений вокруг зондирующего отверстия. // Труды XXV Школы-симпозиума по когерентной оптике и голо-графии-Ярославль, 1997-С. 198-202.

53. Писарев B.C., Щепинов В. П., Щиканов А. Ю. Использование интерферометров на основе отражательных голограмм для определения остаточных напряжений методом зондирующего отверстия // Журнал, техн. физики.-1996. -Т.66, №1.-С. 99-113.

54. Pisarev V.C., Balalov V.V. A role of pattern catalogue in the course of inter-ferometrically based determination of residual stresses by the hole-drilling method. // Optics and Lasers in Engineering. -2004. V.41 - Is. - 1. - P. 73 - 80.

55. Рассоха А. А, Талалаев H. А, Голографическое исследование остаточных напряжений в сварных соединениях пластин.// Труды Всесоюзного симпозиума по остаточным напряжениям и методам регулирования. М.,1982 С. 131-136.

56. Щиканов А.Ю. Разработка и применение методов голографической интерферометрии для определения технологических остаточных напряжений вэлементах конструкций ЯЭУ. // Диссертация кандидата технических наук. -М., 2003.- 184 с.

57. Одинцев И.Н., Щепинов В.П., Щиканов А.Ю. Применение голографи-ческой интерферометрии для измерения остаточных напряжений методом зондирующего отверстия // Журнал технической физики.-2003.-Т.73, №11.-С. 106-110.

58. Щепинов В.П., Щиканов А.Ю. Исследование остаточных напряжений в зоне сварки обоймы и тракта технологического канала реактора РБМК-«Заводская лаборатория».-2001.- Т.67, № 9- С.54 57.

59. Apalkov А.А., Odintsev I.N., Shchepinov V.P. et all. Research of residual welding stress in the pipelines DU-300 of the Smolensk and Kursk NPP's. Proceedings of the third international conference pipelines safety. // Moscow. 1999, v.4, p. 68-81.

60. Апальков A.A. Применение метода электронной спекл интерферометрии в экспериментальной механике. // Сб. науч. трудов Научной сессии МИФИ, М., МИФИ, 1999. С. 213-214.

61. Апальков А.А., Одинцев И.Н., Разумовский И.А. Интерпретация картин полос при измерении остаточных напряжений с использованием электронной спекл-интерферометрии. // Заводская лаборатория. 2002 г., т.68, №5, с.39-41.

62. Курносов Д.Г., Якутович М.В. Измерение остаточных напряжений методом высверливания отверстия. Заводская лаборатория. 1946. Т. 12, № 12. С. 960-967.

63. Данко П.Е., Попов А.Г., Кожевникова Т.Я. Высшая математика в упражнениях и задачах. -М.: Высшая школа, 1980.- 365 с.

64. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.:Мир, 1975

65. Апальков А.А., Одинцев И.Н., Разумовский И.А Метод измерения остаточных напряжений в массивных элементах конструкций с использованием электронной спекл-интерферометрии. Заводская лаборатория. 2003 г., т. 69, № 2, с. 45-49.

66. A.J. Buch and F.J. Kromer, Simplification of the Hole-Drilling Method of Residual Stress Measurement// ISA Trans., 1973. V.12. № 3. P.249-259.

67. Diaz F.V., Kaufman G.H., Galizzi G.E. Determination of residual stresses using hole drilling and digital speckle pattern interferometry with automated data analysis // Optics and Lasers in Engineering. —2000. V.33 — Is. - 1. — P. 39 - 48.

68. E.M. Beaney, and E. Procter, A Critical Evaluation of the Center-Hole-Technique for the Centre-Hole Method // Strain, 1974. V10. №1. P.7-1.

69. E.M. Beaney. Accurate Measurement of Residual Stress on any Steel Using the Center-Hole Method.// Strain, 1976. V12. №3. P. 99-105.

70. М.Т. Flaman, В.Е. Mills, J.M. Boag. Analysis of Stress-Variation-With-Depth Measurement Procedures for the Center-Hole Method of Residual Stress Measurement // Exp. Tech. 1987. VI1, №6. P.35-37.1. Глава 3

71. Pisarev V.S., Odintsev I.N., Balalov V.V., Apalkov A.A. Essentual features of residual stress determination in thin-walled plane structures on the base of whole-field intreferometric measurement. // Proceedings of SPIE, 2003, v. 3933, May, p.155-160.

72. Апальков А.А., Одинцев И.Н., Разумовский И.А. Методика измерения остаточных напряжений в элементах конструкций ЯЭУ с использованием электронной цифровой спекл-интерферометрии.// НИКИЭТ. Годовой отчет за 2000 г. М., 2000. - с.196 - 197.

73. Одинцев И.Н., Апальков А.А., Щиканов А.Ю., Щепинов В.П. Экспериментальное исследование остаточных напряжений в сварных соединениях трубопроводов Ду-300 Смоленской и Курской АЭС. // НИКИЭТ. Годовой отчет за 2000 г. М., 2000. - с. 167 - 168.

74. ГУП ИЦП МАЭ, исх. Анализ причин разгерметизации токоподводов системы охлаждения электропечи остекловывания жидких В АО ЭП — 500/3. 23.71147 От, 2002 г.

75. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок ПНАЭ Г-7-002-86, М., Энергоатомиздат, 1989

76. А. 13.581.000 PPI Электропечь ЭП-500/3 Расчет на прочность.

77. Заключение по результатам рассмотрения проектной и эксплуатационной документации системы охлаждения электропечи остекловывания жидких ВАО ЭП-500/3. Отчет ГУП ИЦП МАЭ, Москва, 2002г.1. Глава 5

78. Разумовский И.А., Апальков А.А., Бортников М.В., Одинцев И.Н., Хвостов С.М. Методология исследования остаточных напряжений в биметаллической обечайке корпуса ВВЭР-1000. НИКИЭТ. Годовой отчет за 2002 г.-М., 2002.-с. 216-218.

79. Вайдянатан, Финни. Определение остаточных напряжений путем измерения коэффициентов интенсивности напряжений / Труды Американского общества инженеров-механиков, сер. Д, 1971, т.2, с. 131-135.

80. Разумовский И.А., Кокшаров И.И. Определение КИН при смешанном нагружении на основе обработки данных измерений поляризационно-оптическими методами/ Машиноведение, 1987, N2, с.44—50.

81. Разумовский И.А., Хвостов С.М. Методология исследования остаточных напряжений в биметаллических обечайках корпусов // Проблемы машиностроения и надёжности машин. 2004. № 4. С. 39-44.

82. Кулиев В.Д., Разумовский И.А. К проблеме определения остаточных напряжений в биметаллах // Докл. АН СССР. 1990. 315. № 3. С. 561-565.

83. Разумовский И.А., Кокшаров И.И. Определение коэффициентов интенсивности напряжений при смешанном нагружении на основе обработки данных измерений поляризационно-оптическими методами // Машиноведение. 1987. №2. С. 44-50

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.