發(fā)布時間：2020-04-25 23:54

【摘要】：冷質(zhì)支撐是國際熱核聚變實驗堆ITER饋線系統(tǒng)中的重要支撐部件,而且能夠?qū)TER裝置中的饋線、線路、管道所受的各種載荷傳遞給外部管道,確保饋線系統(tǒng)的可靠運行。該部件是熱核聚變實驗堆建造時需進行設(shè)計、測試的重要部件之一,它承受多項載荷的共同作用,為饋線系統(tǒng)提供穩(wěn)定的運行條件。文章主要從冷質(zhì)支撐的優(yōu)化設(shè)計、結(jié)構(gòu)力學(xué)的有限元分析、測試平臺設(shè)計搭建及實驗過程等幾個方面入手進行深入研究,運用三維繪圖軟件CATIA、有限元分析軟件ANSYS、工程測試機械和工程測試后終端等手段,得到了冷質(zhì)支撐機械強度和摩擦系數(shù)等性能參數(shù),通過理論分析,最終確定了支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性及可靠性。本文分項展開冷質(zhì)支撐及相關(guān)零部件的設(shè)計、分析、制造和測試研究,完成的內(nèi)容主要包括以下四方面:1.冷質(zhì)支撐的設(shè)計。針對不同零部件,根據(jù)具體的設(shè)計要求及工況分析,運用計算機三維設(shè)計軟件對研究對象進行結(jié)構(gòu)建模與優(yōu)化;在進一步的設(shè)計過程中優(yōu)化選取了可靠制造材料。初步確定零部件的各項基本尺寸參數(shù),為有限元分析提供原始依據(jù)。2.有限元靜力學(xué)分析。冷質(zhì)支撐部件工況較為惡劣,所受載荷也比較負載多變,通過有限元分析軟件對所設(shè)計的對象進行可靠性研究;對部件中所運用的零部件進行同載荷作用效果的評估。提出了靜力學(xué)分析的方法,總結(jié)了機構(gòu)設(shè)計的利弊。3.測試平臺的設(shè)計。測試平臺設(shè)計包括兩方面內(nèi)容:機械強度測試平臺的設(shè)計和摩擦測試平臺的設(shè)計。因機械強度測試因模擬工況條件難度較大,所以測試平臺的設(shè)計比較復(fù)雜。測試過程仔細考慮了平臺建設(shè)難易程度、時間與載荷同步、載荷步的確定、檢測變量信號的采集處理等各項技術(shù)問題,并給出了可行的試測試方案。4.搭建試驗平臺與測試。完成測試平臺的建造,重點是冷質(zhì)支撐件的測試。測試模擬實際工況條件,進行了機械強度和測試摩擦測試兩項內(nèi)容,在各設(shè)計載荷步下檢測記錄測點的實時數(shù)據(jù)并進行整理、分析。在滿載條件下,支撐件能夠滿足正常工作要求且不被損壞。
【圖文】：

核聚變研究是當今世界科技界為解決人類未來能源問題合作計劃。ITER 系統(tǒng)中，超導(dǎo)饋線系統(tǒng) Feeder 在主機磁體起到電流引線）、冷卻循環(huán)、測控信號等重要功能；Feeder 維持和控制磁的工況下正�？煽康剡\行，是為維持磁體運行與信號及能量傳輸相 ITER 熱核實驗堆真正意義上的“生命線”。如圖 1-1 所示。

圖 1-2 Feeder 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及 CMS 示意圖Fig.1-2 Feeder internal structure and CMS本課題主要是承接了冷質(zhì)支撐的設(shè)計、分析、制造、測試等綜合項目，課題研究完成以后可以為冷質(zhì)支撐的設(shè)計、制造、交付提供更多的有價值的理論與實際參通過對冷質(zhì)支撐的有限元分析，得到其在不同載荷下的應(yīng)力應(yīng)變情況，，一方面結(jié)果反饋給設(shè)計工作組作為改進設(shè)計的理論依據(jù)；另一方面可以為后期的測試工供重要的參考數(shù)據(jù)。實際的機械測試能夠最真實地反應(yīng)冷質(zhì)支撐在實際工況下的應(yīng)力應(yīng)變情況，測能夠全面地檢測其綜合機械性能，是 CMS 交付國際工程項目組前的最后“考驗”之一。若冷質(zhì)支撐不能滿足最終的驗收要求，則測試的結(jié)果可以為后續(xù)設(shè)計、改工作提供重要的參考數(shù)據(jù)。在 ITER 系統(tǒng)中，每條 Feeder 饋線上使用的冷質(zhì)支撐數(shù)量因?qū)嶋H饋線長度變化不同，但對于單件 CMS 來說，其所承擔的作用都是相同的：即支撐起 Feeder，饋線能夠在正常的工作范圍內(nèi)傳遞、減小作用在其上的各項載荷，維持系統(tǒng)的正
【學(xué)位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TL64

【參考文獻】

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本文編號：2640839