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Accès ouvert déclaré 2025 article

Inelastic and fracture behaviour of nuclear graphite

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Rattachement africain : au, us, gb. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

• Nuclear graphite grades IG-110, NBG-18 and PCEA were investigated. • Uniaxial compression and splitting tensile tests were performed. • Fine-grained IG-110 graphite has the optimal combination of strength and ductility. • FE simulations using the concrete damaged plasticity (CDP) material model were used. • The CDP model can capture graphite's inelastic and fracture behaviour. Understanding nuclear graphite's inelastic and fracture behaviour is essential for current and future reactor technologies using graphite-based engineering components. This study compares the behaviour of three nuclear graphite grades, fine-grained IG-110, coarse-grained NBG-18 and medium-grained PCEA, subjected to the uniaxial compression (UC) and the splitting tensile (ST) tests. It was found that the IG-110 graphite has a more favourable combination of ultimate strength and ductility when compared to the NBG-18 and PCEA grades containing large pores acting as strain concentrators. The formation of shear cracks was the primary failure mode under compression, while the formation of a main tension crack in the middle of the specimen was the primary failure mode during the ST test. The inelastic and fracture response was modelled using finite element simulations employing the concrete damaged plasticity (CDP) material model with the dilation angle parameter value selected by two different optimisation processes; a decoupled optimisation was run on the UC and ST models separately, and a coupled optimisation was performed on the UC and ST models running simultaneously. The best predictions were obtained when the value from the coupled optimisation was used. The results showed that the CDP model accurately describes the inelastic behaviour and peak force of all graphite grades and could also capture the failure modes observed experimentally in both UC and ST tests. In particular, the numerical model could capture the crack initiation and propagation path observed in the ST test reasonably well for the IG-110 and PCEA graphite grades.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Inelastic and fracture behaviour of nuclear graphite
Date Crossref
01/06/2025
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Australian Nuclear Science and Technology Organisation pays non établi dans la notice
    Organisme public
  • UNSW Sydney pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Idaho National Laboratory pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • University of Oxford Department of Materials pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Mechanical and Manufacturing Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Australian Nuclear Science and Technology Organisation, UNSW Sydney et Idaho National Laboratory, avec 2 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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