AP1000安全壳在大型商用飞机撞击下的动力响应分析EI北大核心CSCD

自“9·11”事件以来,核电站抵御大型商用飞机撞击一直是核安全领域的热点问题。采用ANSYS/LS-DYNA软件建立波音737 MAX 8和AP1000安全壳的精细化有限元模型,基于Riera法验证了飞机撞击有限元模型准确性,进行了5种不同初始撞击速度(100 m/s,150 m/s,200 m/s,250 m/s和300 m/s)和5种不同撞击高度(30 m,39 m,47 m,54 m和65 m)的飞机撞击安全壳全过程数值模拟,研究和分析了飞机的撞击力时程和动能时程、钢制安全壳的动力响应、等效应力分布和其局部破坏情况。结果表明:飞机撞击过程引擎对撞击力的贡献最大,约为机身撞击力的3~4倍;筒身等效钢梁处的撞击力峰值较非等效钢梁处大,最大达到了后者的171%(速度为300 m/s);安全壳筒身段与穹顶的交界处为安全壳结构的最危险位置,在此位置处安全壳环向和竖向贯穿尺寸均大于同初始撞击速度下其他位置的贯穿尺寸,最大环向、竖向贯穿尺寸分别达到29.68 m和17.86 m;当飞机的撞击速度大于150 m/s时,撞击区域钢板等效应力影响范围随初始撞击速度的增加而减少,撞击等效钢梁处的钢板等效应力分布范围相对于撞击非等效钢梁处的更大。研究成果可为类似核岛安全壳的抗飞机冲击安全评估和设计提供参考。