search query: @keyword 3D-suunnittelu / total: 8
reference: 3 / 8
« previous | next »
Author:Huotilainen, Santtu
Title:Development and 3D design of an in-reactor material creep test device
Reaktorinsisäisen materiaalitestauslaitteen kehitys ja 3D-suunnittelu
Publication type:Master's thesis
Publication year:2010
Pages:73      Language:   eng
Department/School:Koneenrakennustekniikan laitos
Main subject:Koneensuunnitteluoppi   (Kon-41)
Supervisor:Ekman, Kalevi
Instructor:Moilanen, Pekka
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  4908   | Archive
Keywords:3D design
zirconium alloys
biaxiality ratio
nuclear reactor
irradiation creep
3D-suunnittelu
zirkoniumseos
kaksiakselinen jännitystila
ydinreaktori
säteilyviruminen
Abstract (eng): The objective of this work was to develop a material test device suited for irradiation creep experiments, i.e. capable of operating in nuclear reactor environment and conforming to size limitations.
The device consists of a supporting structure, pneumatic loading units, measuring devices, a pneumatically operated mover for one of the measuring devices, and a pressurised tubular specimen.
The foreseen main test materials are zirconium alloys.
A 3D model of the device has been created during the development process.

With the developed device, it is possible to pressurise the tubular specimen and apply an external axial load to it by pneumatic loading units.
Thus, it is possible to control the biaxial stress state, i.e. biaxiality ratio, on the tube specimen wall.
The biaxiality ratio can be controlled on-line, while the device is in-reactor.
Furthermore, the changes in the dimensions of the specimen can be measured continuously.

The work consists of a literary survey, a design part, and an experimental part.
The literary survey includes an overview of the most common zirconium alloys and their properties, and the effects of irradiation on zirconium alloys.
The design part includes a detailed report on the development of the device, including the supporting structure and the pneumatically operated units.
The experimental part includes an experimental program, a description of preliminary tests carried out at VTT research hall, and the results of the preliminary tests.

In the preliminary tests, the bellows of the pneumatic loading units were calibrated.
The calibration includes the determination of the effective cross-section and the own stiffness or the spring rate of the bellows.
After the calibration, biaxial tests were carried out by applying internal pressure and the pneumatic axial loading to the specimen.
Various biaxiality ratios with different pressure levels were tested, and strains were measured with strain gauges attached on the surface of the specimen.
The results show that the device is accurate, and the measured strains correspond to the calculated theoretical strains.
Furthermore, the device is considered suitable for in-reactor testing.
Abstract (fin): Tämän työn tavoitteena oli kehittää materiaalitestauslaite, joka soveltuu säteilyvirumiskokeisiin; laitteen tulee pystyä toimimaan ydinreaktoriympäristössä ja sopia asianmukaisiin kokorajoituksiin.
Laite koostuu tukirakenteesta, pneumaattisista kuormitusyksiköistä, mittalaitteista, mittalaitteen pneumaattisesta liikuttimesta ja paineistetusta putkimaisesta koekappaleesta.
Aiotut testimateriaalit ovat zirkoniumseoksia.
Kehitysprosessin aikana laitteesta luotiin 3D-malli.

Kehitetyn laitteen avulla on mahdollista paineistaa putkimainen koekappale ja kohdistaa siihen ulkoinen aksiaalinen kuormitus pneumaattisilla kuormitusyksiköillä.
Täten on mahdollista kontrolloida kaksiakselista jännitystilaa (biaxiality ratio) putken seinämässä.
Jännitystilaa voidaan säätää tosiaikaisesti laitteen ollessa reaktorissa.
Lisäksi koekappaleen mittamuutoksia voidaan mitata jatkuvasti.

Työ koostuu kirjallisuuskatsauksesta, suunnitteluosiosta ja koeosiosta.
Kirjallisuuskatsaus pitää sisällään yleiskatsauksen zirkoniumseoksista ja niiden ominaisuuksista sekä säteilytyksen vaikutuksista zirkoniumseoksiin.
Suunnitteluosio sisältää yksityiskohtaisen selostuksen laitteen kehityksestä, mukaan lukien tukirakenteen ja pneumaattisesti toimivat yksiköt.
Koeosio sisältää tutkimusohjelman, kuvauksen VTT:n tutkimushallissa tehdyistä esitesteistä sekä esitestien tulokset.

Esitesteissä pneumaattisten kuormitusyksiköiden palkeet kalibroitiin.
Kalibrointi sisältää palkeiden tehollisen pinta-alan sekä oman jäykkyyden eli jousivakion määrittämisen.
Kalibroinnin jälkeen suoritettiin kaksiakseliset kuormituskokeet, joissa koekappale paineistettiin ja siihen kohdistettiin ulkoinen aksiaalinen kuormitus.
Useita eri jännitystiloja eri paineilla testattiin, ja venymät mitattiin koekappaleen pintaan kiinnitetyillä venymäliuskoilla.
Tulokset osoittavat, että laite on tarkka ja mitatut venymät vastaavat teoreettisia laskennallisia venymiä.
Lisäksi laitteen todettiin soveltuvan reaktorinsisäiseen testaukseen.
ED:2010-10-19
INSSI record number: 41121
+ add basket
« previous | next »
INSSI