сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Метод определения механических свойств и истинной диаграммы деформирования материала оболочек твэлов посредством испытания кольцевых образ цов. Часть 1. Анализ существующих и разработка нового метода
https://doi.org/10.22349/1994-6716-2025-123-3-196-209
Аннотация
В части первой настоящей работы выполнен анализ существующих методов определения механических свойств тонкостенных трубок применительно к оболочкам твэлов. Разработаны оптимальная геометрия кольцевого образца и схема испытаний, а также метод определения механических свойств и истинной диаграммы деформирования материала. Разработанный метод позволяет избежать характерного для стандартных испытаний влияния изгиба кольцевых образцов на определяемые свойства и учесть влияние трения между нагружающим устройством и образцом. Предложена экспериментальная процедура определения коэффициента трения.
Об авторах
В. Н. Фоменко
НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия
Россия
канд. техн. наук
191015, Санкт-Петербург, ул. Шпалерная, 49
Б. З. Марголин
НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия
Россия
д-р техн. наук
191015, Санкт-Петербург, ул. Шпалерная, 49
Ф. Л. Шишков
НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия
Россия
191015, Санкт-Петербург, ул. Шпалерная, 49
Список литературы
1. ГОСТ 10006–80. Трубы металлические. Метод испытаний на растяжение.
2. ГОСТ 19040–81. Трубы металлические. Метод испытания на растяжение при повышенных температурах.
3. ASTM E 8/E8M–09. Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials.
4. ASTM E 21–09. Standard Test Methods for Elevated Temperature Tension Tests of Metallic Mate rials.
5. ГОСТ 1497–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение.
6. A model to describe the anisotropic viscoplastic mechanical behavior of fresh and irradiated Zir caloy-4 fuel claddings under RIA loading conditions / M. Le Saux, J. Besson, S. Carassou et al. // Journal of nuclear materials. – 2008. – V. 378. – P. 60–69.
7. Оборудование и методики послереакторных исследований материалов в комплексе защитных камер АО «ИРМ» / Л. П. Синельников, С. А. Аверин, А. В. Козлов и др. // Атомная энергия. – 2016. – Т. 121, № 4. – С. 187–194.
8. Josefsson B., Grigoriev V. Modified ring tensile testing and a new method for fracture tough ness testing of irradiated cladding // Studsvik material AB. – 1996. – S-61182. – P. 10.
9. Arsene S., Bai J. A new approach to measuring transverse properties of structural tubing by a ring test // Journal of testing and evaluation. – 1996. – V. 24, N 6. – P. 386–391.
10. Cohen A. B., Majumdar S., Ruther W. E. Modified ring stretch tensile testing of Zr–1Nb clad ding // Summary of paper for 25th Water Reactor Safety Information Meeting, NRC office of Nuclear Regu latory Research, Bethesda, Maryland, October 20–22, 1997.
11. Nagase F., Sugiyama T., Fuketa T. Optimized ring tensile test method and hydrogen effect on mechanical properties of Zircaloy cladding in hoop direction // Journal of nuclear science and technology. – 2009. – V. 46, N 6. – P. 545–552.
12. Samal M. K., Balakrishnan K. S., Parashar J., Tiwar G. P. Investigation of Deformation Be havior of Ring-Tensile Specimens Machined from Pressure Tubes of Indian PHWR // Indian Institute of Met als. – 2014. – V. 67, No 2 – P. 167–176.
13. Kazakeviciute J., Rouse J. P., De Focatiis D. S. A., Hyde C. J. The development of a novel technique for small ring specimen tensile testing// Theoretical and Applied Fracture Mechanics. – 2019. – V. 99, February. – P. 131–139.
14. Kiraly M., Antok D. M., Horvath L. Evaluation of axial and tangential ultimate tensile strength of zirconium cladding tubes // Nuclear engineering and technology. – 2018. – V. 50. – P. 425–431.
15. Nindiyasari F., Ter Pierick P., Boomstra D., Pandit A. Ring tensile test of ref erence Zircaloy cladding tube as a proof of principle for hotcell setup // TopFuel-2018 Conf., Prague, Sep tember 30 – October 4, 2018. URL: https://old.euronuclear.org/events/topfuel/topfuel2018/fullpapers/TopFu el2018-A0254-fullpaper.pdf (дата обращения 04.09.2025)
16. Kamerman D., Cappia F., Wheleer K. Development of axial and ring hoop tension testing methods for nuclear fuel cladding tubes // Nuclear Materials and Energy. – 2022. – V. 31. – P. 101175.
17. Определение предела текучести стали ЭК-181 при испытаниях на растяжение кольцевых образцов / М. В. Леонтьева-Смирнова, И. Н. Измалков, А. В. Костюхина и др. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2016. – Т. 82. – № 10. – С. 56–61.
18. СТО 086-288-2023. Оболочки облученных и необлученных твэлов. Выполнение измерений характеристик механических свойств при растяжении кольцевых образцов из тонкостенных труб из стали и сплавов, АО «ГНЦ НИИАР», Димитровград, 2023. – 13 с.
19. Improved evaluation of ring tensile test ductility applied to neutron irradiated 42XNM tubes in the temperature range of 500–1100°C / B. A. Gurovich et al. // Nuclear Engineering and Technology. – 2020. – N 52(6). – P. 1213–1221. URL: https://doi.org/10.1016/j.net.2019.11.019
20. Frolov A. S., Fedotov I. V., Gurovich B. A. Evaluation of the true-strength characteris tics for isotropic materials using ring tensile test // Nuclear Engineering and Technology. – 2021. – V. 53 (7). – P. 2323–2333. URL: https://doi.org/10.1016/j.net.2021.01.033
21. Тимошенко С. П., Гудьер Дж. Теория упругости. Изд. 2-е / пер с англ. / под ред. Г. С. Шапиро. – М.: Наука, 1979. – 560 с.
Рецензия
Для цитирования:
Фоменко В.Н., Марголин Б.З., Шишков Ф.Л. Метод определения механических свойств и истинной диаграммы деформирования материала оболочек твэлов посредством испытания кольцевых образ цов. Часть 1. Анализ существующих и разработка нового метода. Вопросы материаловедения. 2025;(3(123)):196-209. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2025-123-3-196-209
For citation:
Fomenko V.N., Margolin B.Z., Shishkov F.L. A method of determination of mechanical properties and true stress-strain curve for fuel cladding material by ring specimens testing. Part 1. Analysis of existing methods and development of new ones. Voprosy Materialovedeniya. 2025;(3(123)):196-209. (In Russ.) https://doi.org/10.22349/1994-6716-2025-123-3-196-209
Просмотров:
1
Послать статью по эл. почте 