АО «ЦИФРА» по заказу Инновационно-технологического центра проекта «ПРОРЫВ» выполнит работы по оценке прочности, деформаций и колебаний конструкций здания реакторной установки БР-1200 при ударе самолета и осуществит поиск альтернативных вариантов механической защиты.
Предметом предстоящей работы является оценка прочности, деформаций и колебаний конструкций здания реакторной установки (РУ) БР-1200 при ударе самолетов военной авиации типа Phantom RF-4E и коммерческой авиации типа Boeing 747-400 и поиск альтернативных вариантов механической защиты данного здания.
БР-1200 – реактор на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем электрической мощностью 1200 МВт, разрабатываемый в рамках проекта "Прорыв".
Цели работы
- Оценка прочности, деформаций и колебаний отдельных конструкций здания РУ БР-1200 при ударе самолета с использованием уточненных нелинейных математических моделей поведения железобетонной конструкции;
- Определение спектров ответа в заданных точках конструкции здания РУ БР-1200 для обоснования нагрузок на основное технологическое оборудование;
- Поиск альтернативных вариантов механической защиты помещений здания РУ, в том числе с применением жертвенных конструкций.
Основные задачи работы
- Проведение конечно-элементных расчетов здания РУ БР-1200 на ударное воздействие от падения самолетов;
- Разработка и сравнительный анализ вариантов конструктивных решений здания РУ БР-1200, обеспечивающих наилучшую сопротивляемость удару падающего самолета.
В рамках предстоящей работы будут решены следующие задачи:
- Разработка расчетной конечно-элементной модели здания РУ БР-1200 с учетом инженерно-геологических условий основания.
- Выбор математических моделей материалов бетона и арматуры и определение их параметров.
- Разработка математических моделей двух самолетов, адекватно отражающих изменение массовых и упругопластических характеристик сминаемой части самолета по длине фюзеляжа.
- Исследование напряженно-деформированного состояния конструкций при ударе самолета и его двигателей в различные моменты времени, анализ прочности преград, зависимостей ускорений и перемещений от времени в заданных точках, спектров отклика ускорений в заданных точках.
- Разработка и обоснование расчетами предложения в части альтернативных вариантов защитных конструкций здания РУ.
Модель железобетона
Расчетные трехмерные конечно-элементные модели здания РУ БР-1200 будут разработаны с учетом всех конструктивных элементов (бетона, продольной и поперечной арматуры. При выборе математических моделей материалов бетона и арматуры будет проведена валидация математической модели бетона, учитывающей следующие особенности характера сложного деформирования:
- трехинвариантный критерий прочности;
- учет влияния скорости нагружения;
- интегральный учет поврежденности материала;
- раздельный учет «хрупкого» (для растягивающих нагрузок) и «пластического» (для сжимающих нагрузок) повреждения - анизотропная модель поврежденности;
- возможность управления чувствительностью к размеру конечно-элементной сетки.
Опыт
Ранее АО «ЦИФРА» успешно выполнила для проекта "Прорыв" составную часть научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы «Разработка технического проекта корпуса реактора «БРЕСТ-ОД-300» и его экспериментальное обоснование» по теме «Разработка расчетной сетки для проведения расчета теплового режима корпуса реактора «БРЕСТ-ОД-300» в режиме разогрева».