CPR1000反應堆壓力容器主螺栓孔螺紋力學分析研究

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(1.中國廣核集團有限公司，廣東深圳 518026；2.核電安全監控技術與裝備國家重點實驗室，廣東深圳 518172； 3.深圳中廣核工程設計有限公司，廣東深圳 518172)

0 引言

螺紋聯接是一種廣泛使用的可拆卸的固定連接，具有結構簡單、連接可靠、裝拆方便等優點。基于此，為了滿足裝卸料要求，中國改進型三環路壓水堆(CPR1000)反應堆壓力容器采用大口徑兩體可拆結構，即大直徑上封頭組件與筒體組件經密布的大型主螺栓聯接為密閉容器，依靠主螺栓載荷保證足夠的密封儲備，防止冷卻劑發生泄漏。

螺紋聯接是用來傳遞作用力及將機器零部件聯接成一個工作整體的重要組成構件[1]，在各類工程領域中得到廣泛使用。螺紋受力分布的精確分析是一個復雜的接觸應力問題，對于螺栓螺紋結構本身的受力，國內外開展了較多的研究。早期的近似分析由三維光彈試驗方法得出[2]。螺紋牙上的受力分布也可用一個多自由度的彈簧系統來模擬計算[3]。有限元計算在20世紀70年代末開始用于螺紋受力分布分析[4]。隨著有限元算法及計算機的進步與發展，螺栓聯接的有限元分析變得越來越常見。文獻[5]指出，由于螺紋聯接固有的一些特性，使其正常工作狀態下的螺牙之間的載荷分布不均勻，而呈非線性狀態。這種非線性分布勢必導致螺紋的某個螺牙受載較高，而另外某個螺牙的受載較小。文獻[6]表明，在工程實際中螺栓的疲勞斷裂大多發生在螺母與被聯接件接觸面附近的螺紋根部。……