在设计核电站时,必须对主管道作假想性的破裂分析,为了防止管道破裂后的甩击对核电站的关键设施、系统以及相应的土建结构造成无法挽回的损伤,必须设置甩击限制件限制破裂后管道的甩动。由于西方发达国家长期垄断着核电站的建设市场,我国使用的甩击限制件主要依靠进口。研究新型的甩击限制件,对实现我国核电站自主建设,保障核电站的安全,减小核电站建设费用,都具有重要的意义。空心微珠/1199Al复合材料是一种具有高强度、高吸能能力的缓冲吸能材料。利用这种泡沫铝制作成填充管结构,其承载、吸能能力进一步提高,可以用于作为核电站主管道的甩击限制件。此外,鼓型橡胶护舷是一种空心的橡胶圈结构,在压缩时由于发生鼓型变形而具有良好的吸能能力。因此,橡胶圈结构具有作为新型主管道甩击限制件的潜力。本文采用简化分析与数值模拟的方法,对新型甩击限制件进行设计和分析。本文的主要研究内容如下:(1)基于ABAQUS有限元分析软件建立泡沫铝填充管以及橡胶圈有限元模型,模拟轴向压缩试验。数值模拟结果与试验结果以及有限元理论吻合较好,验证了有限元模型的可靠性。(2)通过对比不同径厚比、截面形状、套管材料与加载速率对泡沫铝填充管吸能效率的影响,给出了设计甩击限制件时泡沫铝填充管的最优参数。(3)通过对比厚径比、厚高比对橡胶圈名义应力-应变曲线的影响,找出名义应力-应变与厚径比、厚高比的关系。研究了双重橡胶圈、高硬度橡胶对名义应力的提升作用,给出提升橡胶圈结构的承载能力的方法。结果表明,橡胶圈结构承载力不够,不适合作为甩击限制件。(4)对管道-限制件系统运动过程进行简化,提出泡沫铝填充管甩击限制件的设计流程。给定工况下,用数值模拟的方法,将设计好的泡沫铝填充管甩击限制件与现有的U型箍和刚性限制件的甩击性能进行对比。数值模拟结果表明,泡沫铝填充管限制件能够减小管道最大甩击力以及管道的变形。