Динамические контактные задачи на примере модельной космической ЯЭУ в двумерной постановке Краус Е.И., Фомин В.М., Шабалин И.И. 22-я Всероссийская конференция по численным методам решения задач теории упругости и пластичности Барнаул 4-7 июля 2011 г

Ядерная энергетическая установка «Топаз» реактор

3 Геометрическая модель реакторного блока

Центральная сила

Пример применения динамического подхода

6 Пример многосвязных областей

законы сохранения уравнение сохранения массы уравнение движения уравнение энергии

уравнения процесса ( в форме Прандтля–Рейcса) условии текучести Мизеса

1 Davison L., Graham R.A. Shock compression of Solid Phys // Reports.–1979.–Vol.55.–P Ross M. Matter under extreme conditions of temperature and pressure // Rep. Prog. Phys.–1985.–Vol.48.–P. 1–54. 3 Жерноклетов М.В., Зубарев В.Н., Трунин Р.Ф., Фортов В.Е. Экспериментальные данные по ударной сжимаемости и адиабатическому расширению конденсированных веществ при высоких плотностях энергии.– Черноголовка: ВНИИЭФ.–1996.–388 с. 4 Альтшулер Л.В., Кормер С.Б., Баканова А.А., Трунин Р.Ф. Уравнения состояния алюминия, меди и свинца для области высоких давлений // ЖЭТФ.–1960.–Т.38.–3.–С. 790–798.

12 S. P. Marsh (Ed.), LASL Shock Hugoniot Data, (Univ. California Press, Berkeley, 1980)

13

15

Al Cu

Начальные условия A B C D X Граничные условия а) непротекания б) равновесие сил реакции

Критерии и механизмы разрушения 1 Предельные деформации (сдвиг) Элемент разрушен, если или

2 Предельные значения напряжений на растяжение, сжатие и сдвиг 3 Приращение работы напряжений на пластических деформациях

21

22 Гранит, V=400 m/s

23 Вода, V=400 m/s

24 Гранит, V=400 m/s

25 Вода, V=400 m/s

26 V=12 km/s

27 V=12 km/s

На основе расчетов в модельной постановке показано: удар реакторного блока при скоростях 400 м/с по скальным породам - приводит к нарушению герметичности реакторного блока и радиоактивному загрязнению окружающей среды; высокоскоростной удар частиц космического мусора приводит к катастрофическому разрушению реактора.