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由于内部缺陷、管道老化或遭遇地震等偶然事故工况影响,核电站中高温、高压条件下运行的主蒸汽、主给水管道在长期服役过程中极有可能产生破裂,致使管道内部高压流体从破口处高速喷出。在巨大的喷射反力作用下,管道可能产生大范围甩动从而对核电站造成严重破坏。因而需要设置防甩击限制件对管道甩击进行防护。研究在喷射力作用下管道-限制件系统的受力和变形,对于管道防甩击设计、保障核电站的安全具有重要意义。以美法为代表的核电大国早在上世纪60年代起便对管道甩击问题开展了大量的理论与试验研究,其编制的管道甩击分析软件长期垄断国内外核电建设市场。当前我国正在大力开展核电建设,为了降低对国外核电技术的依赖,近些年国内越来越多的学者开始关注管道甩击问题的研究。计算机技术以及有限元理论的发展,为管道甩击问题的研究提供了新的途径。本文采用数值模拟的方法对管道-限制件系统的甩击过程开展了一系列研究,在此基础上完善了管道甩击简化分析方法以便于实际工程应用。主要研究内容如下:(1)基于ABAQUS有限元分析软件建立了管道-限制件系统有限元模型,通过与日本原子能研究中心进行的管道甩击试验进行对比,验证了有限元模型的可靠性。(2)对环向断裂工况下管道-限制件系统甩击过程进行数值模拟,研究并建立简化计算模型。总结了动力学法、能量平衡法和力矩平衡法三种环向断裂下管道甩击简化分析方法,并通过算例分析对这三种简化算法进行横向对比。(3)基于悬臂梁模型对限制件的布置位置、限制件与管道间的初始间隙以及限制件与管道间摩擦作用对管道-限制件系统甩击过程中受力与变形的影响进行分析,并对实际工程中防甩击限制件的优化布置提出建议。(4)对纵向破裂工况下管道-限制件系统甩击过程进行数值模拟,建立了三类适用于不同情况的简化计算模型。基于能量平衡原理推导了纵向破裂下管道-限制件系统甩击过程的简化分析方法。