CFETR极向场磁体PF4和5过渡馈线区域外筒初步设计与分析

杜瓦外过渡馈线区域(CFT)是CFETR(中国聚变工程试验堆)磁体馈线系统不可缺少的组成部分。极向场磁体馈线系统(PF)中第四、五两条馈线由于杜瓦内外空间限制,其CFT结构不同于其他五条,而是设计成“L型”。文中介绍了PF4和5 CFT外筒功能性要求及主要设计参数。利用ANSYS有限元软件,在系统运行状态下对PF4和5 CFT外筒进行结构强度校核,得到CFT外筒的应力应变分布云图。结果表明,PF4和5 CFT外筒的最大应力应变均保持在允许的范围内,结构设计合理可靠。     

大间隙磁力传动系统参数对驱动力矩的影响

根据大间隙磁力传动系统的工作原理及成人生理指标对轴流式血泵的工作要求,设计并搭建了用于系统驱动力矩实验研究的装置。通过改变系统中电磁体和永磁体沿Z轴方向的耦合距离、电磁体和永磁体沿Y轴正、负方向的相对位移,以及电磁体线圈通电电流等参数,进行系统驱动力矩的实验研究,得到各参数对驱动力矩的影响规律,为系统的优化设计提供了依据。     

HT-7U真空室在纵场失超情况下的力学性能分析

磁体失超是超导托卡马克装置特有的一种现象，为了能够让HT--7U超导托卡马克装置主机结构设计有可靠的工程分析数据和分析方法，采用数值模拟方法分析了纵场突然发生失超时放电真空室上感应产生的电磁载荷大小及其分布情况，对真空室进行了结构有限元计算，获得了HT--7U装置真空室在纵场失超情况下的应力云图和位移云图，最大应力和最大位移主要出现在真空室内侧直线段上。     

基于LabVIEW的超导磁体数据监测与分析系统

混合磁体是稳态强磁场装置中最具代表性的一个装置,由水冷磁体和超导磁体等部分组成,其中失超探测系统是该磁体安全运行的重要保障。针对前期超导磁体失超探测系统不能实现数据显示、存储与分析的问题,研制了超导磁体数据监测和分析系统。系统基于NI PXIe系列模块搭建,采用LabVIEW平台开发,汇聚超导磁体线圈的电压、电流、电阻信号,实现了超导磁体运行参数的采集、存储、显示、告警和分析功能。该系统成功投入运行,满足设计指标,为磁体装置的安全运行提供了保障。     

ITER磁体馈线支撑结构的设计与分析

国际热核聚变实验堆ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)是正在进行的一项大型国际合作项目,超导磁体系统是ITER的最重要组成部分。磁体馈线是保证磁体正常工作的供电、冷却的重要通道。根据ITER磁体馈线设计的具体要求,提出了两种馈线支撑方案,采用ANSYS有限元分析软件,对方案进行了静力学分析、稳定性分析、地震分析。结果表明,薄板支撑结构是合理的。     

基于Bouc-Wen模型的压电执行器的前馈线性化控制器

本文提出并研究了利用Bouc-Wen模型构建压电陶瓷执行器的迟滞位移在线观测器的方法,并采用迟滞位移在线观测器构成前馈控制系统实现了压电陶瓷执行器的输出位移与输入控制电压之间迟滞关系的线性化。在此基础上设计了相应的数字控制算法,实现了一种基于数字信号处理器的前馈线性化控制器,建立了相应的实验装置并进行了实验验证。实验结果表明,当前馈线性化控制器的输入控制电压为频率0.5 Hz幅值5 V的正弦电压时(功率放大器放大倍数为20倍),压电陶瓷执行器输出位移的最大绝对误差和非线性度分别为1.25μm和2.37%;当前馈线性化控制器的输入控制电压为频率0.5 Hz幅值递增的三角波电压时,压电陶瓷执行器输出位移的最大绝对误差和非线性度分别为1.80μm和3.06%。采用DSP实现的前馈线性化控制器能够较好地实现压电陶瓷执行器输出位移与输入控制电压之间迟滞关系的线性化,而且由于是开环控制,成本较低。     

SF-3型烟草输送带清洗装置回转支承接触疲劳分析

由于回转支承是SF-3型烟草输送带清洗装置的核心支承部件,它的失效将会造成整个清洗装置的瘫痪。根据回转支承的不同工况,采用Solidworks对回转支承单元体进行三维建模,利用ANSYS Workbench对简化后的单元体模型进行了静力学分析,得到回转支承内、外圈滚道与滚柱的接触应力分布及其疲劳寿命。由疲劳分析结果可知,回转支承的外圈滚道所受应力大于内圈滚道所受应力,其疲劳寿命小于内圈的疲劳寿命,同时为回转支承的维修、更换提供了数据支持。     

大型回转窑支承系统的力学行为分析

对操作工况下大型回转窑支承系统的力学行为规律进行理论分析和接触非线性有限元仿真.根据轮带结构和运行特点,解析导出轮带内壁受简体的压力分布公式,修正了长期以来前人轮带压力公式的不妥之处.基于Ansys及其APDL( Ansys parametric design language)编程,实现对支承系统的多体接触模型在分布压力、摩擦转矩和预紧配合作用下的复杂加载及其边界非线性有限元模拟,获得回转窑支承系统的变形与应力分布规律.结果表明,轮带与托轮之间是循环挤压过程;每回转一周,轮带内外表面的等效应力经历五次脉冲循环,在与托轮接触处的峰值应力达最大.托轮外表面也存在较高接触应力.循环应力集中是使轮带与托轮发生表面疲劳失效的根本原因.过盈配合与支承载荷的双重作用,导致轮孔在与轮轴的配合端面成为托轮强度的最薄弱部位,可解释轮孔开裂或喇叭口失效现象.摩擦转矩使载荷偏置,导致支承系统应力分布非对称,故左右对称模型只适用于停工状态,对操作工况是不准确的.这些认识对回转窑支承系统的设计、检修和窑线调整具有参考价值.     

常态运行的ITER杜瓦结构分析

作为一个封装托卡马克的真空压力容器,杜瓦将为冷屏和磁体系统提供真空环境,同时传递来自于自身和线圈系统的载荷,在正常和非正常运行的过程中杜瓦将会遭受地震载荷、电磁力、测试压力、自身净重等载荷的冲击,其中净重和压力载荷是影响杜瓦结构安全性的关键因素,该研究首先基于无力矩理论计算了杜瓦在压力载荷、自身净重以及两者联合作用下的应力状态,获得了杜瓦的危险区域,在此基础上通过应力线性化,提取了危险区域的薄膜、弯曲和峰值应力,最后基于ASME的分析设计对各种不同的应力进行了评定,并分析了局部应力集中的原因,这对于杜瓦的设计优化以及中国聚变工程实验堆杜瓦的设计制造都具有一定的指导作用.     

EAST液态锂试验测试平台磁体系统的MATLAB辅助设计

为了设计一套液态锂台面试验测试平台磁体系统,并保证磁体线圈的安全稳定运行,采用了MATLAB对其进行辅助设计,并对计算结果进行了校核计算。通过对线圈产生的磁场及其电参数和水参数的计算,可知:线圈的安匝数、线圈半径等对线圈磁场的分布、冷却水的流速及平台的综合成本具有显著的影响。计算结果对于磁体线圈的参数设计,以及冷却水泵和电源的选型具有重要的指导意义。