【摘要】：能源問(wèn)題一直是國(guó)家未來(lái)發(fā)展的一大戰(zhàn)略問(wèn)題，面對(duì)人們?nèi)找嬖龆嗟男枨螅_(kāi)發(fā)新型能源已經(jīng)迫在眉睫。Z-箍縮驅(qū)動(dòng)的混合堆是一種有前景的新能源途徑，作為其中的重要組成部分，快速換靶系統(tǒng)是必不可少的�？焖贀Q靶系統(tǒng)主要承擔(dān)著反應(yīng)堆負(fù)載靶的批量送入、新料安裝及廢料移除任務(wù)。 換靶頻率高達(dá)0.1Hz，負(fù)載重達(dá)5t，行程長(zhǎng)達(dá)10m，且負(fù)載末端變形要控制在0.5mm內(nèi)�；谝陨现笜�(biāo)、結(jié)合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)，本文主要從快速換靶系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、高速重載運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)振動(dòng)特性研究及RTL熱力耦合分析等方面展開(kāi)研究。 在快速換靶系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，針對(duì)換靶系統(tǒng)的高速、重載、大行程的技術(shù)難點(diǎn)制定了換靶系統(tǒng)總體方案，根據(jù)換靶頻率要求進(jìn)行了換靶系統(tǒng)總體流程設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)了運(yùn)輸小車配合轉(zhuǎn)臺(tái)軌道的運(yùn)輸系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)批量進(jìn)料，針對(duì)系統(tǒng)高速、重載的特殊性進(jìn)行了小車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析和動(dòng)力系統(tǒng)方案驗(yàn)證；采用了直線電機(jī)、滾輪導(dǎo)軌、磁柵尺、抓鉤組件相結(jié)合的高速重載運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)垂直送靶，為緩解高速?zèng)_擊進(jìn)行了機(jī)構(gòu)的S型速度曲線規(guī)劃，并根據(jù)速度曲線進(jìn)行電機(jī)推力計(jì)算和滾輪接觸疲勞強(qiáng)度校核。結(jié)合真空聯(lián)動(dòng)要求，設(shè)計(jì)了鎖緊夾具和控制轉(zhuǎn)環(huán)相配合的接口機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)密封/聯(lián)通切換和接靶、撤靶等操作。 在高速重載運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)振動(dòng)特性研究方面，基于接觸理論對(duì)滾輪導(dǎo)軌建立接觸力學(xué)模型。根據(jù)接觸模型、結(jié)合拉格朗日方程法建立機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型，得到機(jī)構(gòu)的自由振動(dòng)方程，從而計(jì)算出機(jī)構(gòu)的各階固有頻率，并與有限元仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。從研究結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性入手，分析了機(jī)構(gòu)各主要參數(shù)對(duì)機(jī)構(gòu)固有頻率及質(zhì)量的影響，在保證固有頻率遠(yuǎn)離激振力頻率的前提下以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量最小為目標(biāo)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。 在RTL熱力耦合分析方面，基于彈性薄殼理論，建立了RTL圓錐薄殼結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，推導(dǎo)了RTL圓錐薄殼的狀態(tài)傳遞矩陣。根據(jù)邊界條件對(duì)方程進(jìn)行求解，并將所得結(jié)果與有限元仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。進(jìn)行了真實(shí)環(huán)境下的RTL溫度場(chǎng)求解，，應(yīng)用傳遞矩陣法對(duì)真實(shí)環(huán)境下的RTL進(jìn)行熱力耦合分析，得到了末端變形分析結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TL632


本文編號(hào)：2672195