[发明专利]一种计算乏燃料包壳破损的临界应变能密度的方法

权利要求书

1.一种计算乏燃料包壳破损的临界应变能密度的方法，包括如下步骤：

步骤(S1)，选取具有径向氢化物的一段乏燃料包壳作为待测试样；

步骤(S2)，从所述乏燃料包壳截取若干测量段用于测量包壳氢含量、包壳腐蚀层的厚度和径向氢化物比例；所述乏燃料包壳截取所述测量段后余下的部分做为乏燃料包壳压缩试样(1)，用于环向压缩试验，得到所述乏燃料包壳压缩试样(1)在所述环向压缩试验发生破损时的压缩位移；

步骤(S3)，通过有限元分析软件建立乏燃料包壳模型(3)，所述乏燃料包壳模型(3)的几何尺寸参照所述乏燃料包壳压缩试样(1)的测量值；所述乏燃料包壳模型(3)的外径需要在所述乏燃料包壳压缩试样(1)的测量值的基础上减去所述包壳腐蚀层的厚度；

步骤(S4)，向所述乏燃料包壳模型(3)施加位移载荷，所述位移载荷的大小即为所述压缩位移的数值，得到的所述乏燃料包壳模型(3)的最大应变能密度，所述最大应变能密度即为所述乏燃料包壳破损的临界应变能密度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是：还包括步骤(S5)，针对不同的所述乏燃料包壳，重复所述步骤(S1)至所述步骤(S4)，得到不同的所述氢含量和所述径向氢化物比例情况下的乏燃料包壳的所述临界应变能密度，通过数据拟合获取所述氢含量和所述径向氢化物比例与所述乏燃料包壳破损的临界应变能密度的函数关系。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是：在所述步骤(S2)中，所述环向压缩试验需要在热室中使用力学试验机(2)完成。

4.如权利要求3所述的方法，其特征是：所述力学试验机(2)加载的最大位移不超过所述乏燃料包壳压缩试样(1)的外径的20％，记录下所述力学试验机(2)的加载过程的载荷-位移曲线，通过所述载荷-位移曲线判断所述压缩位移。

5.如权利要求4所述的方法，其特征是：所述压缩位移是修正试验误差和所述力学试验机(2)的初始虚位移后获取的所述乏燃料包壳压缩试样(1)发生破损的真实压缩位移。

6.如权利要求1所述的方法，其特征是：在所述步骤(S1)中，作为试样的所述乏燃料包壳的长度为8-15mm，由所述乏燃料包壳截取的所述测量段的总长度不超过3mm。

7.如权利要求1所述的方法，其特征是：在所述步骤(S3)中，所述乏燃料包壳模型(3)的材料性能参数与所述乏燃料包壳的材料性能参数一致，使用弹塑性有限元分析理论进行计算。