Published 1975 | Version v1
Report

One-dimensional (longitudinal) dynamic analysis of an axisymmetric burst protection vessel

Creators

  • 1. Bundesanstalt fuer Materialpruefung, Berlin (F.R. Germany). Arbeitsgruppe Konstruktionstechnische Reaktorsicherheit

Description

An analysis is made for the dynamic behaviour of systems in which the structural arrangement may change due to the opening and closing state of internal gaps. Thus, impacts can be initiated in a closed system as a result of transient deformations. The impact loadings are depending on the vibrations of a stucture; vibrations and impacts are in interaction. Based on the finite element method the mass of the system may be represented as a lumped mass or as continuously distributed masses (consistent). Linear-elastic behaviour is supposed, therefore the differential equations are solved in uncoupled form by modal analysis. The integration is based on a Runge-Kutta-procedure of fourth order. Moreover, the influence of prestressing without bonding on the behaviour of the gaps is taken into consideration. The suppositions for the analysis are 1) linear elastic material, 2) longitudinal vibrations only, the gaps can open or close only due to normal stresses (rod-elements), 3) the influence of transverse vibration can be simulated by beam-elements and used only for secondary impact investigations, 4) one-dimensional deformations. Systems with continuously distributed masses represent the real system better than lumped masses. Solutions by the continuous mass model are more accurate, the consistent eigenvalues are always greater than the exact values. The method of the frequency-dependent stiffness and mass matrices was not used because of the increasing numerical difficulties. (orig./HP)

Abstract (German)

Das dynamische Verhalten von Systemen wird analysiert, deren Struktur sich durch das Oeffnen oder Schliessen innerer Luecken veraendern kann. Stoesse koennen somit in einem geschlossenen System infolge von transienten Deformationen entstehen. Die Stossbelastungen sind von den Schwingungen der Struktur abhaengig; Schwingungen und Stoesse stehen in Wechselwirkung zueinander. Die Masse des Systems kann mit der Methode der finiten Elemente in punktfoermig verteilten oder in kontinuierlich verteilten Massen (konsistent) dargestellt werden. Da ein linear-elastisches Verhalten angenommen wird, werden die Differentialgleichungen durch eine Modalanalyse in ungekoppelter Form geloest. Die Integration basiert auf einem Runge-Kutta-Verfahren vierter Ordnung. Darueber hinaus wird die Wirkung der Vorspannung ohne Massenbindung auf das Verhalten der Luecken behandelt. Die Voraussetzungen fuer die Analyse sind 1) linear elastisches Material, 2) ausschliesslich Schwingungen in Laengsrichtung; die Luecken koennen sich nur aufgrund normaler Spannungen oeffnen oder schliessen (Stabelemente), 3) der Einfluss der Transversalschwingungen kann durch Traegerelemente simuliert und ausschliesslich fuer Untersuchungen von Sekundaerstoessen verwendet werden, 4) eindimensionale Deformationen. Systeme mit kontinuierlich verteilten Massen geben eine bessere Darstellung des echten Systems als punktfoermig verteilte Massen. Loesungen mit dem kontinuierlichen Massenmodell sind genauer, die konsistenten Eigenwerte liegen stets hoeher als die genauen Werte. Die Methode der frequenzabhaengigen Festigkeits- und Massenmatrizen wurde wegen der zunehmenden numerischen Schwierigkeiten nicht verwendet. (orig./AK)

Additional details

Additional titles

Subtitle (English)
Elastic behaviour of prestressed system with varying boundary conditions due to repetitive impact loading

Publishing Information

Imprint Title
Extreme load conditions and structural analysis of reactor containments
Imprint Pagination
vp.
Report number
AED-Conf--75-365-000

Conference

Title
International seminar on extreme load conditions and limit analysis procedures for structural reactor safeguards and containment structures.
Dates
8 Sep 1975.
Place
Berlin, F.R. Germany.

INIS

Country of Publication
Germany
Country of Input or Organization
Germany
INIS RN
7248770
Subject category
S61: RADIATION PROTECTION AND DOSIMETRY; S22: GENERAL STUDIES OF NUCLEAR REACTORS;
Resource subtype / Literary indicator
Conference, Non-conventional Literature
Descriptors DEI
FINITE ELEMENT METHOD; IMPACT SHOCK; IMPACT STRENGTH; ONE-DIMENSIONAL CALCULATIONS; PHYSICAL PROTECTION DEVICES; PRESTRESSED CONCRETE; REACTOR VESSELS; STRESS ANALYSIS
Descriptors DEC
BUILDING MATERIALS; CONCRETES; CONTAINERS; MECHANICAL PROPERTIES; NUMERICAL SOLUTION

Optional Information

Notes
14 figs.; 11 refs. Available from BAM.
Secondary number(s)
AED-Conf--75-365-063.