用于反应堆压力容器加速热机械失效分析的简化阶次周期动力学方法

《Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures》：Reduced-Order Peridynamics for Accelerated Thermomechanical Failure Analysis of Reactor Pressure Vessel

针对极端热力学机械条件下的反应堆压力容器失效问题，本研究提出降阶 peri动力学模型（ROPD），通过投影至低维特征子空间显著降低计算自由度，提升裂纹启始与扩展模拟效率，验证表明其计算效率与精度优于传统方法。

　　

摘要

极端的热机械服役条件可能导致反应堆压力容器（RPV）发生故障，从而引发灾难性事故。本研究提出了一种降阶周期动力学（ROPD）模型，用于快速分析RPV的热机械损伤行为。为了克服基于网格的数值方法在解决RPV断裂问题时的局限性，采用了完全耦合的热机械周期动力学（PD）模型。为了提高计算效率，将PD控制方程投影到低维特征子空间中进行求解，显著减少了原始PD系统的自由度。本文全面研究了RPV在复合热机械载荷作用下的裂纹起始和扩展过程。通过将ROPD的结果与参考解进行比较，验证了其准确性。ROPD实现了显著的计算简化和加速。

总结

• 开发了一种完全耦合的热机械周期动力学的降阶模型。
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• 利用周期动力学研究了反应堆压力容器的热机械损伤行为。
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• 分析了反应堆压力容器中的裂纹起始和扩展现象。
• 显著提高了断裂问题的模拟效率。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。