燃料运输容器跌落姿态分析技术

目的总结燃料运输容器跌落分析流程,设计合理的姿态分析方案,通过分析使燃料运输容器设计满足GB 11806规定的跌落试验要求。方法使用动力有限元方法对新燃料运输容器进行多姿态多工况的跌落分析,并根据试验结果对分析结果进行验证,将分析和试验经验总结成完整的分析流程。结果通过分析,新燃料运输容器在正常运输条件下的最不利跌落姿态为9°小角度跌落,该工况下容器外壳最大变形量为49 mm。事故运输条件下最不利跌落姿态为正向垂直跌落,燃料组件最大冲击力为1.78 MN。结合分析和试验结果总结了容器最不利跌落姿态的分析流程和技术要点。结论结合分析和试验结果,得到了新燃料运输容器各跌落试验的最不利跌落姿态,并总结了燃料运输容器跌落分析的通用流程。     

放射性物质运输容器缩比模型试验的数值模拟

目的为了解决使用放射性物质运输容器原型在真实环境中进行跌落冲击试验的困难,研究一种缩比模型,使缩比模型可代替原型进行试验。方法通过量纲分析中的Buckingham"Π定理",推导出缩比模型容器的比例定律。以简化的圆柱形放射性物质运输容器为例,采用ABAQUS动态显式算法对原型和1/4缩比模型,在事故条件下于9 m高处以底角跌落姿态冲击刚性地面的动态响应进行数值模拟。结果两模型力学性能(包括关键位置的应变、应力、加速度,以及与刚性地面之间的接触力)的变化规律与理论分析结果具有很好的一致性。结论在一定缩比范围内,比例定律适用于放射性物质运输容器缩比模型的试验测试,可为原容器的替代试验提供科学依据。     

事故工况下乏燃料运输容器跌落分析

目的验证乏燃料运输容器本体、内外盖、吊篮和螺栓及其运输包装设计,在事故工况中以最危险角度从9 m高度自由跌落至水平的刚性地面过程中,是否满足GB 11806《放射性物质安全运输规定》的规范要求。方法采用LS-DYNA进行有限元仿真模拟跌落过程以代替跌落试验,开展乏燃料运输容器9 m自由跌落冲击分析,并根据ASME规范第III卷规定的应力限值对容器本体、内外盖、吊篮和螺栓进行应力校核。结果应力校核结果显示,乏燃料运输容器本体、内外盖、吊篮和螺栓满足设计强度要求。结论该乏燃料运输容器本体、内外盖、吊篮和螺栓及其运输包装设计满足GB 11806规范要求。     

乏燃料运输容器抗脆性断裂评价

目的研究乏燃料运输容器的材料抗脆性断裂的论证方法,验证乏燃料运输容器的选材是否满足GB 11806《放射性物质安全运输规定》和IAEA SSG-26所要求的-40℃下仍能正常运行的抗脆性断裂要求。方法以某型号乏燃料运输容器为例,采用LS-DYNA进行有限元仿真模拟跌落过程,开展乏燃料运输容器9 m自由跌落冲击分析,依据计算结果分别采用传统的抗脆性断裂论证方法和线弹性断裂力学的分析方法验证材料的抗脆性断裂能力。结果采用传统的抗脆性断裂分析方法时,选材不满足要求;采用线弹性断裂力学进行抗脆性断裂分析时,选材满足要求。结论对比传统的选材方法,采用线弹性断裂力学分析方法能够有效降低抗脆性断裂设计的裕度,为扩大乏燃料运输容器的选材范围提供了有效途径。     

与设备包装有关的冲击试验要求的探讨

根据国内的相关实际现状 ,对 GJB1 50 .1 8冲击试验中与设备包装有关的铁路车辆撞击试验、运输跌落试验、粗暴装卸试验、易损性试验的某些试验要求进行了分析 ,提出了相应的修改建议     

乏燃料运输容器事故工况密封分析研究

目的 为防止放射性物质泄漏,要求乏燃料运输容器在事故工况下保证容器的密封。通过对乏燃料运输容器比例容器事故工况密封分析研究,为乏燃料运输容器密封分析提供依据。方法 为验证假想事故工况乏燃料运输容器的密封性,采用LS-DYNA分析软件,开展乏燃料运输容器比例容器9 m跌落分析,提取密封螺栓跌落过程中的载荷时程和密封面分离量,并在比例容器跌落试验后开展气密性能试验。结果 跌落分析结果表明,比例容器内、外盖在跌落过程中,密封螺栓应力满足限值要求;内、外盖密封面最大分离量小于密封结构有效回弹量。同时跌落后容器的气密性检查试验结果表明其密封性能良好。结论 乏燃料运输容器比例容器的跌落密封分析和气密性试验结果表明,在事故工况下乏燃料运输容器货包能够保证密封要求,该分析方法可用于乏燃料运输容器事故工况的密封分析。     

二氧化铀粉末运输容器假想跌落事故下的安全设计与试验验证

目的 设计易裂变二氧化铀粉末运输容器,证明容器在最危险姿态下,可以满足9 m跌落的核临界、屏蔽安全和放射性物质包容相关设计准则。方法 设计外柔内刚的三层密封容器,内外壳之间填充聚氨酯减振吸能材料,建模分析容器多种姿态下的结构与功能材料动态响应,确定最危险跌落姿态。针对最危险工况开展实际跌落测试试验,证明容器在假想事故下的安全性。结果 容器在最危险跌落工况下,聚氨酯材料减振吸能效果与设计计算相符,中子吸收板、中子慢化板等功能材料位置和缺损量符合要求。二氧化铀粉末的密封性得以保障。结论 以有限元分析为基础的容器仿真分析与样机试验结果匹配度较高,试验样机通过了相关跌落试验,证明了容器在危险姿态下的9 m跌落安全性能。     

放射源运输容器力学设计和试验验证

目的 设计一种用于运输工业辐照用特殊形式放射源的运输容器,通过试验验证运输容器的安全性能。方法 根据《放射性物品安全运输规程》和《放射性物质安全运输条例》中B(U)型货包的规定进行设计,设计的运输容器主要包括屏蔽容器、吊篮、防护罩及运输托架4部分组成,并对运输容器进行正常运输工况和运输事故工况下的3次跌落试验。结果 试验对容器外防护罩和保温层造成部分损坏,但防火层完整,不影响包装的密封和屏蔽功能,试验结果表明运输容器满足标准要求。结论 运输容器在正常运输工况和运输事故工况下的跌落测试后,包装的屏蔽和密封仍然有效,即该运输容器在规定的正常运输工况和运输事故工况下能保证放射源的运输安全。     

两种便携式冲击记录仪测量精度对比

目的通过对比试验,明确简易型冲击记录仪(鲸货物保镖)相比精密型路谱仪(SAVER)在数据测量上的精度差异。方法首先研究基于跌落冲击状态下包装件跌落高度的计算理论。其次制作试验包装件进行实验室自由跌落试验,利用鲸货物保镖与SAVER进行试验数据的测量。再次进行数据分析,获取鲸货物保镖加速度峰值与跌落高度的关系,以及对SAVER而言包装材料的恢复系数。最后进行实际运输试验,分别基于2种仪器数据进行跌落高度计算,进而分析简易型冲击记录仪数据测量精度的可靠性。结果跌落高度分析表明,基于鲸货物保镖的跌落高度低于基于SAVER数据,处于数据分析的危险侧;鲸货物保镖数据出现"扎堆"现象,说明该仪器的采集精度欠佳。可靠性分析表明,2种仪器在累计概率90%以上的跌落高度几乎相同;2种设备所计算的跌落高度在大于20 cm时,其累计概率均接近100%。结论虽然鲸货物保镖所测数据单一,数据精度较精密型仪器有差距,但其数据转换为跌落高度具有可靠性,可用于运输包装设计。     

葡萄贮运过程中跌落与振动损伤的试验分析

目的 以巨峰葡萄为试验对象,研究在贮运过程中跌落冲击机械损伤,以及振动疲劳累积对其生理品质产生的影响。方法 在现有贮运包装条件下对葡萄进行不同高度的跌落试验,得到跌落高度对葡萄力学特性的影响。在相同高度下,对葡萄进行不同包装的试验验证,得到新型减振包装对葡萄力学特性的影响,并使用模拟运输振动试验台和六度空间振动试验台进行试验,模拟实际运输路况下不同包装对葡萄生理品质的影响。结果 研究发现,新型减振包装在2种振动疲劳累积试验下,质量损失率比普通包装减少了27.07%和21.42%,表面损伤系数减少了20.11%与17.61%。结论 可为葡萄设计合理的包装方式和运输方式提供理论依据。     

抗事故包装箱碰撞过程靶体等效方法研究

目的为危险材料运输过程中的安全性评估提供依据。方法将包装系统(包括箱体、缓冲结构及靶体)简化为由3个非线性弹簧及1个质量块组成的弹簧-质量块模型,利用能量守恒定律,分析抗事故包装箱碰撞过程中冲击动能与应变能之间的转化过程,假设使包装箱吸收相同变形能的冲击速度等效,研究碰撞过程中屈服靶体与非屈服靶体的速度等效关系,并通过实例应用此数学方法。结果得出抗事故包装箱跌落碰撞过程中屈服靶体与非屈服靶体速度关系等效的数学方法,并通过实例分析得出包装箱以一定速度(13.9 m/s)碰撞非屈服靶体可等效为更高速度(26.8 m/s)的屈服靶体碰撞。结论研究提出的等效方法可为危险材料的运输安全性评估提供依据。     

轨道交通动态客流对轮轨力特征影响研究

为了研究轨道交通动态客流对轮轨力特征的影响,通过对列车实际线路进行试验分析动态客流对列车轮轨力、脱轨系数及频谱特征参数的影响。在线路曲线段位置钢轨上粘贴应变片,获得列车在不同客流工况下通过该区间段时的轮轨力大小,分析比较客流高峰期、客流非高峰期典型工况下轮轨力幅值大小、幅值变化趋势、脱轨系数大小及主频范围与频率变化规律。结果表明：动态客流对轮轨力幅值影响较大,随着客流增大轮轨垂向力幅值增大12.9 %,轮轨横向力幅值增大7.5 %。列车正常运营状态下脱轨系数在0.12～0.16 之间变化,动态客流对脱轨系数影响较小,均在安全行车范围内。动态客流引起轮轨力主频幅值大小变化,钢轨内轨横向力共振频率由175 Hz偏移到155Hz,共振频率出现了偏移,但轮轨力频谱特征趋势基本保持一致。     

可降解餐具动态响应数值分析

目的分析植物纤维材料制成的可降解餐具容器抗冲击性能,建立其跌落动态有限元模型。方法利用万能试验机对植物纤维片材进行拉伸试验,得到其本构行为;建立餐具容器有限元模型,利用ABAQUS/Explict研究餐具容器在平、斜跌落2种冲击载荷下的破损规律。结果在平跌落情况下,底部出现了放射性的裂纹,这是由植物纤维断裂演化的应变较小导致;斜跌落相较于平跌落失效情况更严重。结论所得结果能为评估餐具容器的动态强度提供数据参考。     

跌落损伤脆值及损伤边界

提出了跌落损伤脆值与跌落损伤边界的新概念,并提出了测定获取跌落冲击损伤脆值与跌落损伤边界曲线的技术过程与方法.以嘎拉苹果为研究对象,设计多组高度对嘎拉苹果进行自由跌落刚性冲击试验.在测试获得冲击力-时间数据的基础上,通过理论分析计算,得到加速度-时间、变形量-时间等动态关系曲线,获得了嘎拉苹果跌落损伤脆值;构造了嘎拉苹果跌落损伤边界曲线.结果表明,跌落损伤边界曲线与传统产品跌落破损边界曲线存在较大差异.对应果品类产品,即使速度很小,只要产品瞬时加速度达到一定值,也将产生冲击损伤;对应不同的损伤率,可构造相应的多条损伤边界曲线.提出的概念及研究结果为控制果品类产品的跌落损伤、合理地进行缓冲包装设计提供了新的理论基础.     

单层与多层苹果跌落冲击损伤研究

跌落冲击是导致果品机械损伤的主要因素.利用MTS886跌落冲击试验机进行单个与多层苹果的跌落试验测定,分析跌落冲击试验机的冲击过程特性,提出了果品跌落吸收能量的计算公式,得到了苹果跌落损伤体积、速度变化量与其吸收能量之间的关系.结果表明:单个苹果的损伤体积与其吸收的能量之间成线性关系,苹果的速度变化量与损伤体积之间成二次项关系;多层苹果的总损伤体积与其吸收总能量存在线性关系,而其中的单个苹果与其吸收的能量之间不存在线性关系.     

苹果临界跌落高度和损伤脆值的试验研究

目的研究苹果的损伤率与临界损伤脆值的关系。方法利用自制摆锤冲击试验机设计多个高度的苹果跌落试验,分析苹果跌落冲击过程的损伤特性,得到临界跌落高度;在临界跌落高度以上的高度进行跌落试验,得到苹果在跌落过程中的加速度-时间曲线。结果结合试样在不同高度跌落所得的峰值加速度幅值,得到了试样的损伤脆值;根据不同跌落高度下的苹果的损伤体积,得到了苹果在不同损伤率下的损伤脆值。结论研究得到的损伤脆值与损伤率的关系对苹果缓冲包装的改进具有参考意义。     

Fleet sizing and vehicle routing for container transportation in a static environment

Busan is one of the busiest seaports in the world where millions of containers are handled every year. The space of the container terminal at the port is so limited that several small container yards are scattered in the city. Containers are frequently transported between the container terminal and container yards, which may cause tremendous traffic problems. The competitiveness of the container terminal may seriously be aggravated due to the increase in logistics costs. Thus, there exist growing needs for developing an efficient fleet management tool to resolve this situation. This paper proposes a new fleet management procedure based on a heuristic tabu search algorithm in a container transportation system. The proposed procedure is aimed at simultaneously finding the minimum fleet size required and travel route for each vehicle while satisfying all the transportation requirements within the planning horizon. The transportation system under consideration is static in that all the transportation requirements are predetermined at the beginning of the planning horizon. The proposed procedure consists of two phases: In phase one, an optimization model is constructed to obtain a fleet planning with minimum vehicle travel time and to provide a lower bound on the fleet size. In phase two, a tabu search based procedure is presented to construct a vehicle routing with the least number of vehicles. The performance of the procedure is evaluated and compared with two existing methods through computational experiments.Correspondence to: Pyung Hoi KooThis work was supported by Korea Research Foundation Grant. KRF-2001-003-E00080.     

基于现场跟踪记录的流通环境跌落冲击分析

目的分析流通过程中的跌落冲击数据。方法利用美国拉斯蒙特公司的现场跟踪记录仪,记录流通过程中跌落冲击等环境数据,并结合配套软件Saver Ware的图表分析,应用冲击响应谱理论研究更加合理的包装设计。结果完成了缓冲包装设计运输环境数据的采集,省去了破坏性试验步骤,数据的采集更合理,更有针对性。结论利用冲击响应谱原理,使缓冲包装设计以防护冲击响应为目的,避免了包装设计过于保守而造成的过度包装,降低了包装成本。     

基于ANSYS的啤酒瓶跌落仿真应力分析

应用ANSYS有限元软件,进行玻璃啤酒瓶跌落冲击仿真应力分析,获得了贮酒和空瓶平跌落、斜跌落2种典型工况下的应力分布规律,为玻璃容器冲击强度的理论研究和结构优化设计提供了有价值的探索.