光電倍增管（PMT）是中微子探測(cè)試驗(yàn)的核心部件,是由玻璃材料制成的內(nèi)部真空的薄殼結(jié)構(gòu),排列在深水中工作,承受高靜水壓力。若一只PMT意外被壓潰,高壓水流向中心匯聚相撞而發(fā)生內(nèi)爆,產(chǎn)生內(nèi)爆沖擊波,會(huì)引起周圍PMT發(fā)生連鎖爆炸,即殉爆。針對(duì)深水中工作的PMT會(huì)發(fā)生殉爆的問題,結(jié)合實(shí)際工程需求,以江門中微子試驗(yàn)站中所用的PMT為研究對(duì)象,探究了橢球形PMT內(nèi)爆沖擊波特性,改進(jìn)并制造了PMT殉爆防護(hù)裝置,校核了PMT安裝模塊的強(qiáng)度,驗(yàn)證了防護(hù)裝置殉爆防護(hù)的有效性。為中微子試驗(yàn)站中所用的PMT提供了一種殉爆防護(hù)方法。首先,結(jié)合國(guó)內(nèi)外內(nèi)爆、殉爆研究現(xiàn)狀,詳細(xì)分析了江門中微子試驗(yàn)站所用PMT殉爆防護(hù)的現(xiàn)狀及存在的問題。介紹了Abaqus軟件中歐拉-拉格朗日耦合（CEL）算法模擬水下內(nèi)爆的仿真方法,開展了裸PMT內(nèi)爆試驗(yàn)用于驗(yàn)證內(nèi)爆仿真方法的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)之上,通過數(shù)值模擬的方法研究了橢球形內(nèi)爆特性,得到了橢球形內(nèi)爆發(fā)生過程、各方向內(nèi)爆沖擊波分布及傳播規(guī)律、橢球形內(nèi)爆沖擊波強(qiáng)度隨長(zhǎng)、短徑比的變化規(guī)律。其次,改進(jìn)了PMT殉爆防護(hù)裝置上、下保護(hù)罩的結(jié)構(gòu)及連接方式,利用有限元仿真的方法進(jìn)行了防護(hù)裝置的穩(wěn)定... 

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 內(nèi)爆理論研究現(xiàn)狀
        1.2.2 內(nèi)爆試驗(yàn)與仿真研究現(xiàn)狀
        1.2.3 殉爆防護(hù)研究現(xiàn)狀
    1.3 PMT殉爆防護(hù)存在的問題
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 研究目標(biāo)
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容及思路
        1.4.3 課題創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 PMT內(nèi)爆數(shù)值仿真方法
    2.1 引言
    2.2 Abaqus軟件概述
    2.3 歐拉-拉格朗日耦合分析(CEL)理論簡(jiǎn)介
        2.3.1 模型與邊界條件
        2.3.2 歐拉體積分?jǐn)?shù)
        2.3.3 接觸設(shè)置
        2.3.4 材料泄露
        2.3.5 輸出
    2.4 數(shù)值求解方法
        2.4.1 Abaqus水動(dòng)力學(xué)本構(gòu)模型
        2.4.2 顯式求解算法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 PMT內(nèi)爆特性研究
    3.1 引言
    3.2 PMT內(nèi)爆試驗(yàn)
        3.2.1 試驗(yàn)概況
        3.2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
    3.3 PMT內(nèi)爆數(shù)值模擬
        3.3.1 內(nèi)爆數(shù)值模型的建立
        3.3.2 試驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比分析
    3.4 橢球形內(nèi)爆特性研究
        3.4.1 橢球形內(nèi)爆簡(jiǎn)化模型
        3.4.2 扁橢球內(nèi)爆特性分析
        3.4.3 長(zhǎng)橢球內(nèi)爆特性分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 PMT殉爆防護(hù)裝置研究
    4.1 引言
    4.2 PMT殉爆防護(hù)裝置結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)
        4.2.1 防護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)與指標(biāo)
        4.2.2 上保護(hù)罩改進(jìn)
        4.2.3 下保護(hù)罩改進(jìn)
        4.2.4 連接裝置改進(jìn)
    4.3 PMT殉爆防護(hù)裝置校核
        4.3.1 防護(hù)裝置的強(qiáng)度校核
        4.3.2 防護(hù)裝置的穩(wěn)定性校核
    4.4 防護(hù)裝置的殉爆防護(hù)試驗(yàn)
        4.4.1 試驗(yàn)方案
        4.4.2 防護(hù)裝置內(nèi)爆特性分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 PMT安裝模塊強(qiáng)度研究
    5.1 引言
    5.2 PMT安裝模塊數(shù)值模擬校核
        5.2.1 安裝模塊仿真模型
        5.2.2 安裝模塊簡(jiǎn)化載荷
        5.2.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析
    5.3 PMT安裝模塊試驗(yàn)校核
        5.3.1 試驗(yàn)方案
        5.3.2 測(cè)點(diǎn)布置
        5.3.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
在校研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]深水海底管道鋪設(shè)的非對(duì)稱屈曲及失穩(wěn)機(jī)理研究[D]. 鄧歡.浙江大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3662275