核电站管道在使用过程中由于环境的作用会承受复杂的载荷条件,外界载荷的长期作用可能引起管道变形的不断累积,最终可能出现失效。本文采用模拟研究的方法对直管和弯管的棘轮变形情况进行研究,比较了不同本构模型对于直管变形情况的预测效果,研究载荷路径对弯管棘轮应变的影响。采用试验的方法对材料和热老化条件对弯管变形影响进行了更加深入的研究。本研究对核管道棘轮变形设计标准的制定具有一定的理论意义。通过ANSYS有限元软件研究不同本构模型对内压直管变形进行预测,塑性本构模型包括Chaboche模型、OW-Ⅱ模型和CJK模型。通过模拟结果和试验结果对比可以看出采用CJK模型的模拟结果更加准确。利用CJK模型研究轴向载荷对直管棘轮效应进行模拟研究,结果表明拉伸载荷会使棘轮应变减小,压缩载荷和对称载荷会使棘轮变形增大。采用ANSYS软件研究不同载荷路径对弯管棘轮变形的影响,拉伸弯曲载荷条件下最大应变出现在顶线位置,压缩载荷和拉压对称载荷条件下最大应变都出现在内缘线位置。通过载荷路径的分析发现弯曲载荷条件升高的过程中的内压水平会对棘轮变形产生明显的影响。研究了缺陷对于弯管棘轮效应的影响,顶线缺陷的影响明显高于外缘线缺陷,缺陷数量的增多并不一定会提高棘轮应变。采用疲劳试验机对Z2CN18.10和Z2CND18.12N两种不锈钢弯管进行棘轮试验。试验结果对比表明两种不锈钢弯管变形规律基本相同,但Z2CN18.10弯管的应变大于Z2CND18.12N的弯管。对不同时长热老化处理的老化弯管进行了棘轮试验,结果表明热老化会增大弯管的棘轮应变,并且老化时间越长棘轮应变越大。