ITER外真空杜瓦可靠度研究

介绍了应力和强度服从正态分布的可靠度的计算方法,以及材料性能和设计参数的统计处理方法。以ITER杜瓦的顶盖和顶盖与上环体的连接区域为研究对象,假定各随机输入变量服从正态分布,利用蒙特卡罗法对静载荷下杜瓦的可靠性进行了研究,并找出了对杜瓦可靠性影响较大的因素。     

ITER外真空杜瓦稳定性分析

介绍了ITER的项目背景、稳定性的基本概念以及稳定性分析的基本方法,以ITER杜瓦设备作为研究对象,对其在自重载荷作用下进行了特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,得到其失稳模态以及失稳时的临界载荷,为杜瓦的整体设计提供参考。     

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.     

基于Fluent的ITER杜瓦的辐射换热分析

在ITER装置正常运行时,杜瓦内外温度不均,有一定的温度分布。考虑热辐射对杜瓦温度分布的影响,建立了用于辐射换热分析的杜瓦数值模拟模型,运用CFD软件Fluent对其进行数值模拟计算,得到杜瓦的温度分布,为后续的热应力分析提供了依据和参考。     

ITER内馈线支承系统的结构设计与分析

馈线系统是国际热核聚变实验反应堆ITER(International Thermonuclear ExperimentalReactor)上的重要装置,任务是向磁体线圈传输电流和冷却液,并对磁体系统进行测量、控制和诊断.位于杜瓦内部的内馈线是馈线系统的一部分,工作于低温、强磁场环境,由悬挂支承系统将其固定于纵向场磁体线圈终端.详细阐述了内馈线支承系统的结构设计方案,通过有限元运算获得了内馈线部分的应力和位移分布情况.结果显示最大应力强度为160MPa,最大位移变形为0.618mm.分析结果为装置的结构优化与最终研制提供了理论依据.     

国际热核聚变实验堆下杜瓦冷屏安装

国际热核聚变实验堆(ITER)是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一.国际热核聚变实验堆装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托卡马克,俗称"人造太阳".下杜瓦冷屏(Lower Cryostat Thermal Shield)是托卡马克杜瓦装置安装的第一个冷屏系统,其作用是在杜瓦底座、真空室等高温部件与超...     

柱形杜瓦瓶端盖密封结构有限元分析

建立了针对柱形真空杜瓦容器端盖密封结构的轴对称模型。基于有限元软件ANSYS的结构非线性分析模块,分析了内、外密封圈与端盖的接触响应,得到了中心盖板的挠度、密封圈的变形与接触压力。求解了考虑密封圈的变形抗力时,螺栓需提供的压紧力附加值,其分析结果对类似结构杜瓦瓶的设计有一定的参考价值。     

基于无力矩理论的ITER外真空杜瓦力学特性分析

介绍了外真空杜瓦的结构、作用、材料和力学特性,依据薄壁压力容器的相关理论,对杜瓦筒体和封头的薄膜应力进行了分析说明,利用有限元分析工具ANSYS计算了两种不同工况下的tresca应力,参照ASME对分析结果进行了评定。     

中核集团牵头完成中法安装任务

正【本刊讯】当地时间1月14日,在法国南部卡达拉舍,国际热核聚变实验堆(ITER)托卡马克装置第三个重大部件——杜瓦下部冷屏成功落位至杜瓦底座内侧上方,标志着吊装工作圆满完成。杜瓦下部冷屏吊装是ITER计划重大工程安装启动仪式后的第二个重大部件安装,也是中核集团中国核电工程有限公司牵头的中法联合体在法国完成的2021年第一个重大节点和重大安装任务,     

ITER校正场线圈过渡馈线真空隔断传热及热应力分析

ITER校正场线圈馈线系统的真空隔断是过渡馈线中的重要组成部分,位于S弯盒与过渡馈线的接口处,用以保证S弯盒和过渡馈线中不同真空系统的独立性,便于系统维护.针对真空隔断的作用,介绍了其设计结构,使用ANSYS软件建立了真空隔断的热及结构有限元模型,考虑到热传导、热辐射及外部自然对流对真空隔断工作环境的影响,计算了其温度分布、低温区的热载及其热应力,结果验证了真空隔断结构设计的可行性,为真空隔断的进一步优化及试制奠定基础.     

基于热力转换机理仿真圆柱体零件形体边界约束的热变形

提出了热变形精确分析理论与一种仿真方法以保证热误差影响下机械零件的最佳配合。从微观分子力学理论出发,在充分考虑材料属性、温度以及形体边界约束对热变形影响的基础上,提出了热力转换热变形分析理论,将零件热变形问题等效为力变形问题。针对一组铝制空心圆柱体零件进行了热变形测量实验,给出了基于ANSYS Workbench仿真环境的热力转换热变形仿真方法,并对比分析了实验结果与仿真结果。结果显示:铝制空心圆柱体零件受高温变形时,不同内外径尺寸的空心圆柱体其热膨胀系数是不相同的;外圆径向热膨胀系数大约是内圆径向热膨胀系数的2倍;基于热力转换理论的仿真结果与实验结果吻合较好,吻合度达到98%以上,验证了热力转换热变形分析理论的合理性和有效性。提出的方法弥补了ANSYS Workbench传统热分析完全忽略形体边界约束影响零件热变形的缺陷,为后期热鲁棒性结构设计提供了重要参考。     

厚壁半球形液压缸的强度计算及其与圆筒形液压缸对比分析

半球形液压缸是缸梁一体式压力机的主要承力构件,它与传统的三梁四柱式液压机的圆筒形液压缸相比,结构上和受力状态都发生很大的改变,从而使承压能力有近一倍的提高。导出半球形液压缸强度计算公式,对于厚壁球壳,最薄弱区域是球的内壁,在该处有最大的经(纬)向拉应力与代数值最小(绝对值最大)的径向压应力。按照Tresca 强度准则或Mises强度准则均可算出数值相同的最大当量应力,强度计算公式表明该应力应小于或等于材料的许用应力。并将该式与圆筒形液压缸强度计算公式进行对比,在相同条件下(相同许用应力、相同内压及相同内半径),计算结果表明,半球形液压缸的壁厚要远小于圆筒形液压缸,减重效果明显。     

Dynamic responses of a multilayered pyroelectric hollow cylinder of crystal class 2 mm for axisymmetric plane strain problems

The dynamic solution of a multilayered pyroelectric hollow cylinder of crystal class 2 mm in the state of axisymmetric plane strain is obtained. By the principle of superposition, the solution is divided into two parts: One is quasi-static and the other is dynamic. The quasi-static part is obtained in an explicit form by the state space method, and the dynamic part is derived by the separation of variables method coupled with the initial parameter method as well as the orthogonal expansion technique. By using the obtained quasi-static and dynamic parts and the electric boundary conditions as well as the electric continuity conditions, a Volterra integral equation of the second kind with respect to a function of time is derived, which can be solved successfully by means of the interpolation method. The displacements, stresses and electric potentials can be finally determined. The present method is suitable for a multilayered pyroelectric hollow cylinder of crystal class 2 mm consisting of arbitrary layers and subjected to arbitrary axisymmetric thermal loads. Numerical results are finally presented and discussed.     

典型轴类零件的热变形规律

在机械零件精密加工中,由温度变化而产生的变形量在总变形量中占据很大的比例,为了研究在实际工作时轴类机械零件的热变形规律,以圆筒型零件为例,首先结合热弹性力学推导圆筒在给定温度场中的热变形公式,然后利用ansys软件对相同条件下的圆筒进行仿真计算,由两者的对比结果证明公式的正确性和适用范围。从而得出此公式计算在实际工作中圆筒形零件的热变形是适用的。     

一种锁紧液压缸的失效分析与结构优化

针对一种端部锁紧液压缸在反复锁紧、解锁过程中,锥套易疲劳断裂,导致液压缸无法锁紧的原因进行了分析,建立了数字化模型,提出了锥套新的过渡曲线和材料的改进方案,并对新的过渡曲线尺寸参数做出了分析。理论分析与仿真结果表明,采用新的锥套结构和新材料后,能有效降低零件的应力集中现象,提高零件的疲劳强度,延长液压缸使用寿命。     

液压螺栓拉伸器的设计及有限元仿真

介绍了锅炉给水泵专用螺栓拉伸器的工作原理,提出一种基于有限元仿真与实验相接合的设计方法.利用有限元软件ANSYS对拉伸器关键结构-缸体和支架进行强度校核和结构优化,并与制定拉伸器的试验方案进行数据对比.结果表明：初设参数下支架结构合理;缸体应力集中强度大于材料的屈服极限,不满足设计要求;优化缸体尺寸后,结构的安全系数为1.3;缸体外端应变数据中仿真值与实验值相符,大大提高了螺栓拉伸器在实际工程应用的安全性.     

盾构系列油缸中的推进油缸设计

盾构系列油缸中的推进油缸缸径最大、行程最长、工作压力最高、各项技术性能要求最严格,是系列液压缸的主要品种,在结构设计、密封形式、支撑形式、零件材料选用等方面有着特殊的要求;该文就这些问题在油缸的设计方面进行了阐述。     

多层预紧圆挤压筒的数值模拟和理论验证

大型挤压机用圆挤压筒一般都采用组合式结构以提高其强度。文中应用接触单元对组合式圆挤压筒在有无工作压力的受力情况进行了数值模拟，获得了应力以及位移的分布状部，并和由Lame公式所得的理论解进行了比较和误差分析，结果非常吻合，为多层套挤压筒设计提供了依据。     

气缸密封性能的非线性接触分析

针对某高功率密度柴油机的气缸盖-气缸垫-气缸套-机体密封系统,建立装配体的有限元三维模型。采用非线性接触分析法,研究发动机功率密度提升后,在预紧工况下气缸垫参数设置对气缸密封仿真计算的影响,对气缸垫密封面的接触应力进行有限元分析,对结构的密封性能通过静态面压试验进行评价。结果表明:采用非线性接触边界条件进行有限元分析,更能体现气缸盖、气缸垫与机体接触面的真实应力,因此非线性接触分析法是研究气缸密封的一种有效途径。     

水液压阀控摆动缸结构设计及动态性能仿真分析

液压摆动缸作为水下机械臂的核心部件之一,是机械臂的重要执行与能量转换机构.目前的液压摆动缸主要依靠油压驱动,存在与海洋环境不相容和易发生腐蚀磨损失效等诸多问题,因此提出了一种以水作为传动介质的液压摆动缸.研究了水压摆动缸关键部位的密封形式,并建立高速开关阀控摆动缸AMESim模型,分析了批处理的单参数对阀控缸系统跟随特...