一种国产细颗粒核石墨强度概率分布的实验研究

来源：核动力工程杂志2025年第5期北京时间：

作者：钱浩, 兰天宝, 严鹏, 刘贺同

单位：1.北京航空航天大学航空科学与工程学院固体力学研究所强度与结构完整性全国重点实验室，北京，100191；2.中国核电工程有限公司，北京，100840；

摘要：针对一种用于气冷微堆的候选国产细颗粒核石墨设计了5种强度试验，即德标单向拉伸、美标三点弯折、美标巴西圆盘劈裂拉伸、美标单向压缩和美标单向拉伸强度试验，对其强度概率分布进行了系统的实验研究。研究发现，二参数Weibull分布对5种强度试验数据的拟合结果均通过了Anderson-Darling检验（A-D检验），而且相比正态分布和三参数Weibull分布，该分布的拟合结果在低概率下更加保守，这说明采用二参数Weibull分布描述本文研究的国产细颗粒核石墨的强度概率分布是合适的。该核石墨特征强度与应力状态及应力梯度密切相关，单向压缩强度远高于单向拉伸强度，而后者明显高于巴西圆盘劈裂拉伸强度，三点弯折强度显著高于单向拉伸强度。Weibull模数（体现了强度的分散性）与应力状态密切相关，单向拉伸应力状态下的强度分散性远高于单向压缩应力状态，而巴西圆盘内高应力危险区域（应力达到中心最大值的90%以上区域）应力状态介于单向拉伸与单向压缩之间，其强度分散性也介于二者之间，这说明应该将Weibull模数视为应力状态的函数。

关键词：核石墨, 强度, 概率分布, Weibull分布, Anderson-Darling检验

基金资助：国家自然科学基金项目（11872008）；中央高校基本科研业务费资助项目