收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

多工况下ITER中心螺管馈线系统的优化设计与动力分析

王开松  
【摘要】: 国际热核聚变实验堆ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)的目标,是通过多国合作,研制一个可以自持燃烧的托卡马克可控核聚变实验装置,用来验证热核聚变反应堆的技术科学性、工程可行性和运行可靠性,为和平、安全利用聚变能进行科学探索和研究。中心螺管磁体线圈的馈线系统,是负责完成向中心螺管磁体线圈传输电流、提供冷却介质和进行运行诊断控制等任务,是超导电缆、冷却管和诊断线缆进出装置的通道。该馈线系统的设计、制造的质量,对于中心螺管磁体、乃至整个ITER装置能否正常运行,起着十分重要的作用。 本课题是来源于国家重点基础研究发展规划973项目“国际科技合作重点项目计划”课题,和973项目“ITER超导馈线系统的设计与预研”课题。课题研究的重点,针对ITER装置关键部件——中心螺管磁体馈线系统的结构进行了系统、深入的分析研究,建立了一套多工况(静力、电磁、振动等工况)下馈线系统结构的优化设计方法。通过优化设计、有限元数值仿真分析、结构动态力学分析和实验,优化该馈线系统的结构参数,验证所设计结构的可靠性,为ITER装置的工程设计、制造和建设提供合理和准确的结构参数和依据。 本课题论文的研究内容和创新点如下: 首先对CS馈线系统中的S弯盒、CTB盒的矩形板加强筋的间距、设置加强筋后的组合截面惯性距进行了设计,并计算与校核了该组合截面的弯曲应力和薄膜应力。在基于工程和物理性能的要求下,对CS馈线系统中的S弯盒、CTB盒、In-duct直线段管、超导母线S形弯曲的结构等进行了数学建模、结构设计、强度分析和结构参数优化,得到结构满足强度条件下的最佳结构形式和结构参数。 其次,在In-duct直线段管优化分析的基础上,推导出在小挠度求解条件下薄壳线性稳定的基本方程。然后,依据能量准则的有限元稳定性判据、屈曲点临界载荷特征值的计算原理,对直线段管进行屈曲数值分析比较,得出模型的不同壁厚与临界屈曲载荷的关系曲线,并分析出最佳结构形式不同工况下的各阶屈曲模态变形图和相对应的临界载荷,得出了设置支撑以后的工况对于结构稳定性能有很大提高的结论,并验证了该结构在正常工况和故障状态下均不会发生失稳现象。 再次,基于结构振动特征值分析理论、振型分解理论、地震反应谱理论,文章先后对馈线系统的结构进行了模态分析、地震谱响应分析、地震时程分析,获得地震激励下结构响应的极值情况,和结构各点的位移、加速度和应力等的响应随时间变化的时程曲线。通过地震谱响应分析和地震时程分析两种结果数值的比较和分析,验证了在地震激励下CS馈线系统各个结构的安全性能。 最后,根据相似比理论、《建筑抗震设计规范》和《核电厂抗震设计规范》,本着满足实验相似模型与电缆原型结构之间的几何、物理、边界条件、动力平衡、运动初始条件相似等的要求原则,并考虑地震模拟振动台承载能力、安装尺寸限制等方面的条件,本课题讨论了实验模型的设计、实验方案和实验目标的确定,对超导电缆相似模型进行不同强度的地震动模拟激励实验,获得结构的动力特性参数,和结构的加速度、位移和应变响应情况。将这些实验数值结果,与地震时程仿真分析的结果进行比较和分析,验证了相似实验结果的准确性和可信性,和装置结构动力学的安全性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 赵丽滨;赵友选;张建宇;房建成;;反作用轮密封罩结构的稳定性研究[J];航天器环境工程;2006年06期
2 李安钢;陈龙;陈岩松;;120吨转炉用剖分轴承设计[J];哈尔滨轴承;2007年03期
3 尹飞鸿;何亚峰;唐国兴;;高架桥作业行走车车架结构设计及数值分析[J];中国制造业信息化;2009年03期
4 李如春;方迎联;;大功率LED阵列的热沉结构设计和参数优化[J];浙江工业大学学报;2009年01期
5 刘志东;陈勇;黄因慧;田宗军;何静波;;45钢喷射电镀Ni层激光重熔温度场数值模拟及参数优化[J];南京航空航天大学学报;2008年03期
6 王旱祥;李增亮;陈猛;;新型螺旋轴流式混抽泵增压单元的结构设计[J];流体机械;2009年12期
7 卜灵;日本原子能委员会ITER委员会举行第一次会议[J];国外核新闻;1997年05期
8 闫淑敏;法国批准将卡达拉奇作为ITER候选场址[J];国外核新闻;2003年03期
9 卜灵;日本举行群众大会促进ITER建在日本[J];国外核新闻;1997年08期
10 汪京荣;核聚变与国际热核聚变实验堆[J];稀有金属快报;2002年10期
11 李韡;原子能委员会对ITER计划做出结论[J];国外核新闻;1999年04期
12 闫淑敏;欧盟决定将法国卡达拉奇作为ITER计划欧洲候选场址[J];国外核新闻;2003年12期
13 张炎;加拿大决定退出ITER项目[J];国外核新闻;2004年01期
14 崔正英,曹建勇,毛维成,周艳,潘宇东,徐德明,钟光武,姚良骅,丁玄同,刘永;ITER数据库和HL-1M装置等离子体约束特性[J];核聚变与等离子体物理;2004年02期
15 叶福恒;许可;张延平;单勇;;某商用车驾驶室全浮式悬置系统开发[J];汽车技术;2010年06期
16 邓柏权,彭利林,严建成;ITER的靶丸加料计算(英文)[J];中国核科技报告;2003年04期
17 刘云娇;德国为ITER聚变堆推荐候选场址[J];国外核新闻;1994年09期
18 李韡;日本原研所成功开发出用于ITER的超导线圈[J];国外核新闻;1997年11期
19 卜灵;日本原子能研究所成功地制造了ITER真空室[J];国外核新闻;1998年06期
20 梅健;;基于ANSYS的网壳结构屈曲数值分析[J];山西建筑;2009年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孟宏;张忠;关雪梅;;160km/h快速货车转向架方案初探[A];“粤京港沪”四铁道学会第九届学会年会论文集[C];2005年
2 孟宏;;高性能机车转向架的研发[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
3 孟宏;翟婉明;王开云;张志宏;;高性能机车转向架的研发[A];快速提升铁路建设与装备现代化技术促进铁路跨越式发展——中国科协第五届青年学术年会第九分会场论文集[C];2004年
4 李嘉伟;张志和;王开云;;200 km/h电力机车转向架一系悬挂设计分析[A];中国铁道学会牵引动力委员会机车动力学及强度学组2008年学术年会——大功率交流传动机车/动车组总体、车体及转向架关键技术研讨会论文集[C];2008年
5 宁祎;王红卫;;TPM手控器的弹性动力分析与参数优化[A];2001年中国智能自动化会议论文集(上册)[C];2001年
6 崔桂梅;任欢欢;;基于遗传算法的PID参数优化[A];全国冶金自动化信息网2010年年会论文集[C];2010年
7 郭中泽;邓克文;陈裕泽;;基于拓扑、形状和参数优化的集成设计研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
8 王晓青;吕金霞;丁香;;前兆的多态性、预测效能评估与参数优化模型研究[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
9 时晨;孙利民;周海俊;何鹏;;考虑非线性和刚度影响的斜拉索阻尼器参数优化[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年
10 卢志刚;李伟;冀尔康;吴士昌;;微粒群算法优化设计自适应滤波器[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王开松;多工况下ITER中心螺管馈线系统的优化设计与动力分析[D];合肥工业大学;2008年
2 王长国;空间薄膜结构皱曲行为与特性研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
3 郭文滨;阵列波导光栅波分复用器/解复用器的优化设计和软件实现[D];吉林大学;2004年
4 游斌;前缘弯掠(扭)斜流转子内流机制的数值分析及实验研究[D];华中科技大学;2004年
5 周明;微细电火花加工放电状态辨识与预测的理论和方法[D];大连理工大学;2006年
6 周奎军;汽车安全气囊气体发生器的研究[D];南京理工大学;2008年
7 叶祥记;广义节点无网格法理论及其在岩土工程中的应用[D];大连理工大学;2007年
8 周玉石;结构设计的虚拟原型技术与应用研究[D];同济大学;2007年
9 王双义;基于布里渊放大的激光串行组束中若干关键问题研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
10 赵志斌;基于NLP建模的ICPT系统参数优化[D];重庆大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋云东;硝酸生产过程操作参数的智能优化[D];沈阳工业大学;2005年
2 栾新晓;西宁市低温低浊水增效澄清池处理动态试验研究[D];西安建筑科技大学;2006年
3 郝建华;铁道客车系统隔振分析及悬挂参数优化[D];西南交通大学;2006年
4 杨亚南;蚁群算法参数优化及其应用[D];南京理工大学;2008年
5 张腊梅;工字钢结晶器内腔尺寸多坐标自动测量机的设计[D];合肥工业大学;2005年
6 王胜;新型液压打桩锤机电液一体化设计与PLC控制[D];西安建筑科技大学;2005年
7 郭宁;价值工程原理在多、高层结构设计中的应用研究[D];西安建筑科技大学;2005年
8 李五虎;Selfcut自助理发器开发设计[D];浙江工业大学;2005年
9 李峥;DMF350双质量飞轮的开发研究[D];吉林大学;2005年
10 王伟;综放采场顺槽锚网支护技术及参数优化研究[D];山东科技大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 赵宗雄;现代薪酬的结构设计[N];组织人事报;2002年
2 本报记者 李好宇;农民发明家和他的世博梦[N];电脑报;2010年
3 中国楼市记者  丁玲 通讯员  陈辉;现代设计集团破解上海光源工程结构设计难题[N];中国建设报;2006年
4 ;仿生D-R超高密锁芯创新结构设计[N];中国技术市场报;2010年
5 张艳(作者单位系西山煤电集团公司镇城底矿选煤厂);结构设计中的力学[N];科学导报;2006年
6 廖启忠;复合软包装的文稿和结构设计[N];中国包装报;2003年
7 江苏省无锡工商局新区分局 邓锡良;浅谈“节约型工商”建设中的结构设计[N];中国工商报;2006年
8 陈辉;探索结构设计未知的领域[N];建筑时报;2006年
9 ;产品结构设计与包装设计的关系[N];中国包装报;2008年
10 廖启忠 孙长河;复合软包装的文稿和结构设计[N];中国包装报;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978