【摘要】：冷凍靶技術(shù)是指：利用液氨的低溫特性將聚變的燃料氘氚（D-T）氣體在核聚變靶丸中進行冷凍，固態(tài)或液體的氘氚層在靶丸內(nèi)壁成形。與同等條件下的非冷凍靶相比，熱核聚變中子產(chǎn)額的量有明顯增加。所以相對于非冷凍靶，這種靶能夠有效的降低打靶能量，提高打靶效率。目前冷凍靶已經(jīng)成為慣性約束聚變（ICF)中的主要使用的一種靶。采用冷凍靶的聚變裝置需要滿足兩個條件：(1)保護罩移除的快速性，要求保護罩在100ms秒內(nèi)完全打開(2)靶丸高的位置穩(wěn)定性，冷凍靶系統(tǒng)的靶丸被定位在靶室中心5μm范圍內(nèi)。其去除過程對靶丸的定位造成較大影響,是冷凍靶系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，屏蔽罩去除的速度、穩(wěn)定性等將直接影響冷凍靶點火的成敗。所以本論文中著重對冷凍把保護罩開啟機構(gòu)的速度，穩(wěn)定性這兩方面進行了計算與分析。本文得到的動力學(xué)方程以及減振方案，為冷凍靶保護罩開啟機構(gòu)的進一步優(yōu)化提供了理論支持與數(shù)據(jù)參考。本文的主要內(nèi)容包括： 首先對開啟機構(gòu)進行運動學(xué)以及動力學(xué)分析，確定了該機構(gòu)在某加速度下，系統(tǒng)中各個構(gòu)件的運動量以及動力學(xué)量，包括加速度，速度，位移，力和力矩。采用拉格朗日方法進行動力學(xué)分析，分析求解得到了在開啟機構(gòu)工作時，作用在支撐端的力和力矩。 其次分析冷凍靶定位平臺——六自由度并聯(lián)系統(tǒng)的剛度，得到了六自由度定位機構(gòu)的基本模態(tài)以及剛度模型。分析支座反力的特點以及定位平臺的變形函數(shù)，分析該系統(tǒng)無法滿足靶丸的位置穩(wěn)定性要求的原因。提出采用鋼絲繩減振器進行減振。建立了以角速度，鋼絲繩隔振器剛度以及位置分布為參變量的優(yōu)化模型。以六自由度定位平臺的振動函數(shù)為優(yōu)化目標函數(shù)，剛度分布以及加速度運動規(guī)律為優(yōu)化變量，以機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及六自由度平臺的振型為約束函數(shù)，采用非線性優(yōu)化函數(shù)得到了各個優(yōu)化變量的值。 然后采用動力學(xué)仿真軟件與有限元分析軟件進行聯(lián)合仿真。建立了六自由度定位平臺有限元分析模型，對該模型進行模態(tài)分析，得到了其模態(tài)中性文件。將定位平臺進行柔性處理，對冷凍靶保護罩開啟機構(gòu)-鋼絲繩隔器-定位平臺系統(tǒng)進行動力學(xué)仿真，得到了其運動過程中作用在六自由度定位平臺生的支反力以及六自由度定位平臺的振動圖像，驗證了理論分析結(jié)果。 最后，搭建了實驗平臺。利用激光測振儀測得了開啟機構(gòu)工作時模擬靶的振動數(shù)據(jù)，分析了實驗結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TL632

【參考文獻】

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本文編號：2776798