Расчёт нагрузки на здания ядерного острова АЭС при ударе воздушного судна
Автор: Новожилов Юрий Владиславович, Михалюк Дмитрий Сергеевич, Феоктистова Людмила Юрьевна
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 3 т.11, 2018 года.
Бесплатный доступ
Стандарты МАГАТЭ предписывают выполнять проектирование атомных электростанций (АЭС) в предположении экстремального воздействия не только природных, но и техногенных явлений. В частности, одним из современных обязательных требований стандарта МАГАТЭ SRS 87 является учёт возможного падения или целенаправленного удара тяжёлого коммерческого самолёта в железобетонные конструкции АЭС. При этом предусмотрена величина нагрузок, передаваемых на строительные конструкции при ударах таких воздушных судов, как «Боинг 720» и «Боинг 707-320». В простейшем случае - при ударе самолёта в плоскую малодеформируемую преграду по нормали, нагрузка на конструкцию может задаваться напрямую как распределённая сила, действующая на площадь пятна удара. При ударе же самолёта по касательной к поверхности конструкции или приложении нагрузки к поверхности сложной формы, а также при необходимости принимать во внимание последовательное пробивание нескольких преград такой способ нагружения использоваться не может...
Атомная электростанция, безопасность, экстремальные нагрузки, техногенные катастрофы, удар самолёта, бетон, разрушение, динамика, напряженно-деформированное состояние, метод конечных элементов, явная схема интегрирования, эйлерова постановка
Короткий адрес: https://sciup.org/143166059
IDR: 143166059 | УДК: 531 | DOI: 10.7242/1999-6691/2018.11.3.22
Calculation of aircraft impact load on the NPP nuclear island buildings
The IAEA safety requirements require that the design of nuclear power plants (NPPs) considers both the potential technological disaster and acts of nature. One of the applicable mandatory IAEA SRS 87 requirements is assessing the risk of heavy commercial aircraft crashing into or attacking nuclear power plant reinforced concrete structures. The standards determine the distribution of loads on the building structures as a result of the impact of such aircrafts as the Boeing 720 and the Boeing 707-320. In the simplest case, when an aircraft strikes a plane low-deformable target normally, the structural load can be considered directly as a distributed force mapped on the target face. However, when an aircraft strikes at a tangent to the surface of the structure or when the load is imposed on the surface of complex-geometry structures or the possibility of successive target penetration needs to be considered, this loading method is useless. This paper suggests a universal methodology for modeling the loads imposed on building structures as a result of an aircraft impact...
Список литературы Расчёт нагрузки на здания ядерного острова АЭС при ударе воздушного судна
- Учет внешних событий, исключая землетрясения, при проектировании атомных электростанций: руководство по безопасности № NS-G-1.5. Вена: Международное агентство по атомной энергии, 2008. 141 с.
- Safety aspects of nuclear power plants in human induced external events: General considerations. Safety Reports Series, No. 86. IAEA, 2017. 88 с.
- Riera J.D. On the stress analysis of structures subjected to aircraft impact forces//Nucl. Eng. Des. 1968. Vol. 8, no. 4. P. 415-426.
- Бирбраер А.Н., Роледер А.Ю. Экстремальные воздействия на сооружения. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. 594 с.
- Kultsep A., Souli M., Volkodav I. Load on structures due to large airplane impact//Proc. of the 22nd Conf. on Structural Mechanics in Reactor Technology. SMiRT 22, San Francisco, California, USA, August 18-23, 2013. Vol.1. P. 1976-1984.
- Riera J.D. Advances in the analysis of NPP and other critical structures subjected to aircraft impact. 2013. https://www.yumpu.com/en/document/view/39529261/advances-in-the-analysis-of-npp-and-other-critical-structures-(дата обращения: 24.09.2018).
- Riera J.D., Zorn N.F., Schueller G.I. An approach to evaluate the design load time history for normal engine impact taking into account the crash-velocity distribution//Nucl. Eng. Des. 1982. Vol. 71, no. 3. P. 311-316.
- Siefert A., Henkel F.O. Nonlinear analysis of commercial aircraft impact on a reactor building -Comparison between integral and decoupled crash simulation//Nucl. Eng. Des. 2014. Vol. 269. P. 130-135.
- LS-DYNA Keyword User’s Manual. Livermore Software Technology Corporation, 2017. Vol. I. 2882 p.
- Improving robustness assessment methodologies for structures impacted by missiles (IRIS_2012). Final Report. 2014. 105 p.
- Илюшкин М.В. Моделирование процессов обработки металлов давлением в программе LS-DYNA. Ульяновск, 2017. 125 с.
- Chen H. Structured ALE Workshop. http://ftp.lstc.com/anonymous/outgoing/hao/sale/tutorials/SALE_2016_class.pdf (дата обращения: 24.09.2018).
- von Riesemann W.A. Full-scale aircraft impact test for evaluation of impact forces. Part 1: Test plan, test method, and test results//Proc. of the 10th Conf. on Structural Mechanics in Reactor Technology. SMiRT 10, Anaheim, CA, USA, August 22-27, 1989. P. 285-292.
- Sugano T. Full-scale aircraft impact test for evaluation of impact force//Nucl. Eng. Des. 1993. Vol. 140, no. 3. P 373-385. DOI
- LS-DYNA Keyword User’s Manual. Livermore Software Technology Corporation, 2017. Vol. II: Material Models. 1577 p.
- Shkolnikov M.B. Honeycomb Modeling for Side Impact Moving Deformable Barrier (MDB)//Proc. of the 7th Int. LS-DYNA Users Conference. Detroit, MI, USA, May 19-21, 2002. P. 7-1-7-14.
- Hallquist J.O. LS-DYNA Theory Manual. Livermore: Livermore Software Technology Corporation, 2006.
- Commercial aircraft of the world//Flight Int. 1964. Vol. 86, no. 2907. P. 902-941.
- Moutoussamy L., Herve G., Barbier F. Qualification of *Constrained Lagrange In Solid command for steel/concrete interface modeling. https://www.dynamore.de/de/download/papers/konferenz11/papers/session12-paper3.pdf (дата обращения: 24.09.2018).
- Murray Y.D. Theory and evaluation of concrete material model 159//Proc. of the 8th Int. LS-DYNA Users Conf. Detroit, MI, USA, May 2-4, 2004. P. 6-25-6-36.
- Murray Y.D. Users Manual for LS-DYNA Concrete Material Model 159. Report No. FHWA-HRT-05-062, May 2007. 89 p.
- Качанов Л.М. Основы механики разрушения. М.: Наука, 1974. 312 с.
- Seismic Design Criteria for Structures, Systems, and Components in Nuclear Facilities. ASCE 43-05. 2005. 96 p.
