Работа осесимметричных толстых плит, опертых по конической поверхности

Настоящая статья посвящена аналитическому и численному исследованиям работы торцовых элементов корпусов высокого давления применительно для ядерных реакторов. Поскольку реальным энергетическим выбором человечества в будущем станет широкое использование ядерной энергии, которая может вырабатываться в корпусах высокого давления, то создание методики расчета торцовых элементов в виде осесимметричных толстых плит, опертых по конической поверхности при действии равномерно распределенной нагрузки, является актуальным. С использованием известных критериев прочности бетона и принятых предпосылок в аналитическом способе расчета, а также на основе численного программного комплекса ANSYS WORKBENCH выполнены расчеты по определению величины предельной нагрузки и напряженного состояния. При этом расчеты выполнены с учетом шпоночного сопряжения толстой плиты с несущей силовой стенкой корпуса высокого давления, в том числе в зависимости от ее достаточно высокой в одном и слабой в другом случаях (переменной) жесткости. Приводится сравнительный анализ результатов расчетов, где обнаруживается адекватность предлагаемых методов расчета. Получены оригинальные способы аналитического и численного расчетов для исследования напряженного состояния торцевых элементов корпусов высокого давления в виде осесимметричных толстых плит, опертых по конической поверхности. Для работы торцевых элементов под нагрузкой свойственно образование сферического свода, где закономерно возникает напряженное состояние, характерное при трехосном сжатии бетона. Приведенные исследования показывают, что в торцевых элементах из бетона с образованием трещин в растянутой зоне не наступает внезапное разрушение, а формируется сжатый сферический свод. При этом прочность сферического свода элемента в большей степени зависит от жесткости несущей силовой стенки: чем меньше жесткость, тем меньше прочность и наоборот. Получены следующие научные результаты: – для торцовых элементов в виде толстых осесимметричных плит в предельных значениях нагрузки характерно образование сферического свода; – на основе принятых допущений, приближенным способом, получена формула по определению толщины сферического свода; – получены оригинальные способы аналитического и численного расчетов для исследования напряженного состояния торцовых элементов корпусов высокого давления в виде осесимметричных толстых плит, опертых по конической поверхности; – сравнение результатов расчетов обнаруживают незначительные расхождения аналитического и численного методов.