Аналіз коректності задач механіки непружного деформування, що враховують вплив напруженого стану на процеси радіаційного розпухання і радіаційної повзучості матеріалу

Abstract

Розглядаються сучасні моделі радіаційного розпухання і радіаційної повзучості опроміненого матеріалу, в яких враховується пошкоджуюча доза і температура опромінення. Сформульовано визначальні рівняння поведінки матеріалу, що дозволяє описувати неізотермічні процеси непружного деформування з урахуванням радіаційних ефектів зміцнення, розпухання і повзучості. Аналіз властивостей визначальних рівнянь дав змогу сформулювати умови, за яких потужність дисипації та потужність, що розвивається додатковими напруженнями на додаткових деформаціях, не зменшуються під час довантаження за умов нейтронного опромінення. На основі одержаних енергетичних нерівностей, що узагальнюють постулат Друкера стосовно опроміненого матеріалу, встановлено умови, які забезпечують коректність рівнянь радіаційної повзучості. Наведено апріорні оцінки гранично допустимої величини пошкоджуючої дози для аустенітної сталі 08Х18Н10Т за різних температур опромінення. У практиці розрахунків на міцність одержані оцінки можуть бути корисними на етапі постановки задачі для аналізу адекватності вихідних даних.

Modern models of radiation swelling and radiation creep of irradiated materials are considered, taking the damaging dose and irradiation temperature into account. The constitutive equations are formulated that allow describing the non-isothermal processes of inelastic deformation of the material with regard for the radiation effects of hardening, swelling, and creep. Analysis of properties of the constitutive equations made it possible to formulate conditions under which the power of dissipation and the power developed by additional stresses on additional deformations do not decrease under neutron irradiation loading conditions. On the basis of the obtained energy inequalities, which generalize Drucker’s postulate in relation to the irradiated material, conditions are established that ensure the correctness of the radiation creep equations. A priori estimates of the maximally permissible value of the damaging dose for austenitic steel for various irradiation temperatures are given. In the practice of strength calculations, the obtained estimates can be useful at the stage of setting the problem for analyzing the adequacy of the initial data.