State-Based peridynamics for thermomechanical modeling of fracture mechanisms in nuclear fuel pellets

颗粒 材料科学 弹丸 周动力 断裂(地质) 复合材料 核燃料 离散化 有限元法 芯(光纤) 结构工程 机械 核工程 工程类 数学 连续介质力学 物理 数学分析
作者
Qi-Qing Liu,Dan Wu,Erdogan Madenci,Yin Yu,Yile Hu
出处
期刊:Engineering Fracture Mechanics [Elsevier]
卷期号:276: 108917-108917 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.engfracmech.2022.108917
摘要

This study presents a coupled thermomechanical ordinary state-based peridynamic (OSB-PD) model, including the effects of randomly varying strength parameter and crack gap heat transfer, to investigate the fracture mechanisms in nuclear fuel pellets. The three-dimensional (3D) models of fuel pellets are constructed through irregular non-uniform discretization. The model includes the random variability of the critical stretch of each bond based on normal distribution. The accuracy of the OSB-PD model is validated against the FEM results for the thermomechanical behavior of a fuel pellet without damage. Subsequently, the crack propagation and crack patterns of fuel pellet are studied at different power levels (10 ∼ 40 kW/m). The results show that radial and axial cracks mainly develop during the power rise stage while the circumferential cracks develop during power down stage. These three crack types are verified by comparing with the experimental observations. The number of cracks and fragments of the fuel pellet increases with the increase in power level. Moreover, the fuel pellet can be completely separated at the mid-height cross section when the power level is equal or greater than 25 kW/m.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
烟花应助he采纳,获得10
2秒前
Hello应助YJ采纳,获得10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
SciGPT应助倪满分采纳,获得10
4秒前
FashionBoy应助难过橘子采纳,获得10
4秒前
5秒前
miemiedog发布了新的文献求助10
6秒前
三角梅完成签到,获得积分10
7秒前
CodeCraft应助xjq137666采纳,获得30
8秒前
8秒前
8秒前
酷波er应助93采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
yangyog完成签到,获得积分10
11秒前
agrlook完成签到,获得积分10
11秒前
sunshine发布了新的文献求助10
11秒前
cc驳回了Ava应助
11秒前
duxh123完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
Su完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
珍珍发布了新的文献求助10
13秒前
murmure发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
cfplhys完成签到,获得积分10
15秒前
哈基米德举报秋名山之魂求助涉嫌违规
16秒前
16秒前
wyl发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
16秒前
17秒前
zzzq完成签到 ,获得积分10
17秒前
外向的芒果应助zimo采纳,获得10
18秒前
18秒前
时尚朋友完成签到 ,获得积分10
18秒前
YOLO完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
Jasper应助miemiedog采纳,获得20
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Predation in the Hymenoptera: An Evolutionary Perspective 1800
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1561
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1200
Holistic Discourse Analysis 600
Beyond the sentence: discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Atlas of Liver Pathology: A Pattern-Based Approach 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5508665
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4603720
关于积分的说明 14487512
捐赠科研通 4538184
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2486865
邀请新用户注册赠送积分活动 1469413
关于科研通互助平台的介绍 1441673