多物理场有限元模型：在燃料组件问题上的辐照与热行为示范

本文提出一种建模框架，用于表示基于微观力学动力学的复杂材料的热力学行为。该框架应用于由锆合金-2衬管管和间距格栅组成的核燃料棒元素，满足典型压水堆反应堆(PWR)条件下的热力学和力学行为。通过将体积性塑性应力模型-有限元法(VPSC-FEM)耦合与Code_Aster有限元求解器相结合， Incorporation 热膨胀和热焦 creep，通过该耦合方式实现对在复合热、力学和辐照加载下的反应堆内行为的分析。该模型捕捉到由晶体纹理和棱柱滑移活动驱动的各向异性变形。热焦 creep因其应力敏感性，导致早期阶段的应力缓和和应变积累，从而产生高于仅考虑辐照的应变。热焦 creep与辐照机制的相互作用修改了应力分布和间隙演化，其中缓和过程由棱柱滑移控制。对于燃料棒组件，辐照诱导的机制主导了长期间隙行为，而热效应在热预紧中的接触动力学中仍具有重要性。应力-应变响应对微观力学过程的敏感性更高，而对弹性常数的敏感性更低。该高分辨率表述为spacer-cladding相互作用的预测性建模提供了基础，并为 developing 简化模型提供了框架。