脉动流下定位格架下游时均流场分布特性研究

研究流量波动下棒束通道内定位格架下游瞬时流场演变特性对于揭示海洋条件下燃料组件内流动换热机理具有重要意义。本文应用粒子图像测速（PIV）技术获得了脉动流下棒束通道内定位格架下游时空演变流场结构,分析了脉动参数（脉动周期和脉动振幅）对定位格架下游速度分布和湍流特性的影响。结果表明,脉动流下定位格架下游时均速度与定常流动下时均速度差异较小,且基本不随脉动振幅和脉动周期变化而变化;脉动流下的定位格架下游横向速度和轴向速度均方根与定常流动下的速度均方根存在明显差异,且随脉动参数变化呈现出不同的变化趋势。本文研究结果有助于揭示燃料组件在非稳态条件下瞬态特性,并为燃料组件的设计和优化奠定基础。      

体膨颗粒深部调剖技术研究

针对目前油田应用的流体转向剂的特点,采用单体聚合法研制了一种体膨颗粒调剖剂。考察了交联剂、引发剂、单体和增强剂含量对体膨颗粒溶胀性能的影响。实验表明,适当增加交联剂和单体浓度可以增强颗粒的膨胀倍率;在引发剂用量为0.03%时,体膨颗粒的膨胀倍率达到最大值;增强剂对体膨颗粒在流体中的膨胀现象有一定的抑制作用。岩心驱替实验表明,合成的体膨颗粒能够良好的封堵多孔介质;在笼统注入的条件下,能够自动进入并封堵高渗层,具有较好的选择性进入能力。     

低预紧扭矩螺栓连接悬臂梁的2倍谐振响应

为准确获得光电设备中螺栓连接对系统结构动态响应特性的影响,研究了装配连接环节导致的非线性振动特性。采用单螺对栓连接悬臂梁模型,对螺栓连接引起的结构振动特性的改变进行了研究和实验。利用接触有限元方法对低预紧扭矩下结构非线性振动特性进行了时域数值积分仿真分析,给出了不同激励量级周期受迫激励下的相轨迹曲线;结合快速傅里叶分析方法,指出此模型在低预紧扭矩下存在1/2频率激励下的谐振现象。基于激振器实验,给出了实验自由振动响应幅值和受迫振动响应幅值的变化,证实了仿真结果的准确性。数值仿真和激振器实验均表明:激励量级越大,螺栓连接引起的非线性振动中自由振动分量对结构动态响应的影响越大。该方法对开展后续连接结构的非线性振动特性的研究有指导意义。     

加/减速流动下棒束通道内速度分布和湍流特性研究

事故工况及海洋条件下反应堆处于非稳态工况,堆芯燃料组件内热工水力行为复杂多变,对反应堆安全提出了更高挑战,因此有必要对非稳态下燃料组件内流动换热特性开展研究。基于粒子图像测速（PIV）技术,结合远心镜头和脉冲控制器,实现对燃料组件内复杂流场的高时空分辨率、长时间的连续测量,获得了流量波动下燃料组件内时空演变的流场结构,分析了棒束通道内速度分布、湍流强度、雷诺应力等瞬时流场信息的空间演变特性。以定常流动下流场分布特性为基准,对比分析了加速度对燃料组件内空间流场分布的贡献特点。实验结果表明：加速流动提高了棒束通道内流层之间的速度梯度,抑制了横向速度和湍流强度;减速流动减弱了棒束通道内流层之间的速度梯度,提高了横向速度和湍流强度。实验结果有助于揭示燃料组件在非稳态条件下的瞬态特性,并为燃料组件的设计和优化奠定基础。     

光学测量平台航空运输性能仿真与试验验证

光学测量平台在航空运输的过程中会受到各种类型的振动载荷,若不进行一定的保护会导致设备失效,因此在设备运输前要对其进行各种振动环境的模拟考核试验.基于模型修正理论,首先建立了与模态试验结果保持一致的有限元模型;然后计算了平台在正弦和随机振动载荷下的加速度响应,平台在两种载荷作用下加速度响应较小.最后,参考喷气式运输机的宽带随机振动功率谱在振动台上进行振动试验,得到了设备关键部位在该载荷下的加速度响应.通过对比,仿真分析结果和振动台试验结果基本保持一致,验证了设备在该载荷下运输的可能性.     

抑制螺栓固定悬臂梁谐振效应的胶层设计

螺栓连接结构的受迫振动通常存在非线性谐振效应,这会影响基于线性近似的悬臂梁结构特征频率优化结果的可信度,因此必须对其谐振效应加以抑制。分析非线性来源可知螺栓连接面的碰撞等因素导致了非线性,提出在螺栓连接结合面添加弹性胶层的方法来弱化由于螺栓接触状态的周期变化导致的谐振效应,实验结果表明胶层的添加可以明显减弱螺栓固定结构非线性谐振。在此试验结果的基础上,利用拓扑优化方法,以应变能极小为目标对胶接层分布进行优化设计,仿真结果表明优化后的胶层分布可有效的抑制谐振响应。     

SBO后备柴油发电机组控制柜抗震试验设计与实现

核电厂SBO控制柜进行抗震鉴定试验时,采用与现场实际相同的安装方式固定于地震台上,外部连接用于试验的测试回路,包括开关、信号发生器、数采系统、上位机、指示灯等设备。在抗震鉴定试验的震中,通过切换开关或控制外部PLC模拟信号的变化,观察指示灯变化是否与预期一致;震动结束后,通过检查外部监视系统记录的历史数据,判断SBO控制柜对外部模拟信号的响应是否正确。试验程序各步骤满足标准要求,SBO控制柜在试验过程中功能全部得到验证,证明本试验程序可行。     

轴承刚度对光测设备跟踪架谐振频率影响

跟踪架是影响光测设备性能的关键部件,轴承又是跟踪架的关键零件,轴承刚度直接影响光测设备的动力学特性。以400 mm口径光测设备跟踪架为研究对象,基于光测设备跟踪架的模态试验结果,采用弹性薄层单元等效轴承刚度,利用Monte Carlo法对弹性薄层单元进行参数修正,建立了准确的有限元模型,有限元分析结果表明：光测设备跟踪架有限元分析结果与试验结果最大误差为8.5%;通过对等效轴承刚度的弹性薄层单元刚度进行参数化分析,研究了轴承刚度对光测设备跟踪架结构谐振频率的影响,为后续工程应用提供了依据。     

基于PSD和ADS7825的长管弯曲度测量系统的设计

为了测量长管弯曲度,设计了一个基于PSD和ADS7825的测量系统。该系统以STC89C58单片机为核心,主要包括弯曲度测量和行走机构,通过单片机控制步进电机来提供动力,通过PSD传感器和ADS7825芯片和相关电路作为硬件系统来测量长管弯曲度。通过实验,同时使用一些去除干扰的措施,对实际长管进行测量实践,对所得数据进行分析。     

柔性夹钳的拓扑优化设计及其3D打印制造

拓扑优化方法可用于柔性变形机构的创新性设计,3D打印技术为拓扑优化结果提供了一个快捷有效的制造方式.但拓扑优化方法所设计的柔性夹钳常常存在较为明显的集中铰链,受3D打印加工条件和材料的限制,这种铰链特征往往难以保证结构的可制造性和正常的使用.因此需要在设计过程中采用较大的输入输出弹簧刚度系数以避免铰链的出现,而此时所得到的结构的变形能力又非常有限.基于此,为了同时保证结构的可制造性和变形能力,以熔融沉积(FDM)加工技术为制造基础,讨论了拓扑优化结构再设计和双材料的引入对夹钳柔度的改善.数值分析和实验的结果表明,拓扑优化理论可以快速的为柔性机构提供较优的几何构型,通过结构的改进和打印材料的分配,能够同时兼顾结构的制造和变形能力.