在當(dāng)今煤炭、天然氣等現(xiàn)有可直接開(kāi)采使用資源的逐漸減少的情況下,研究利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿�、核能等新型資源的產(chǎn)業(yè)開(kāi)始興起。其中核能作為一種新型能源,其原料可以從海水中大量提取,資源豐富,可以大大減輕不可再生資源的消耗。因此核能作為一種新型能源,在以后得發(fā)展中起著不可或缺的作用。真空室是中國(guó)核聚變實(shí)驗(yàn)堆(簡(jiǎn)稱(chēng)CFETR)的主要部件之一,需要支撐起真空室的內(nèi)部組件及其運(yùn)轉(zhuǎn)引起的機(jī)械負(fù)載,因此真空室對(duì)可靠性要求非常高。真空室窗口領(lǐng)圈是用于連接實(shí)驗(yàn)堆真空室內(nèi)部和外部頸管的連接段,但它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、所占空間和重量都比較大。因此在領(lǐng)圈與真空室窗口拼焊成一個(gè)整體后不易整體加工,并且需要與雙曲面結(jié)構(gòu)真空室主體貼合對(duì)接,所以窗口領(lǐng)圈的制造精度要求較高才能保證真空室和頸管連接的緊密性。因此為了保證窗口領(lǐng)圈的焊接加工質(zhì)量,找尋了一種焊接變形微小的焊接方法—真空電子束焊接。因窗口領(lǐng)圈的制造精度要求較高,所以在查詢文獻(xiàn)資料后采用電子束焊接方式對(duì)窗口領(lǐng)圈實(shí)施拼焊。為了減小未來(lái)聚變堆真空室窗口領(lǐng)圈在拼焊時(shí)的焊接變形,利用固有應(yīng)變法計(jì)算窗口領(lǐng)圈焊接時(shí)產(chǎn)生的變形。通過(guò)焊接軟件模擬預(yù)測(cè)了窗口領(lǐng)圈焊接變形:設(shè)置自然狀態(tài)下和工裝夾具狀態(tài)下焊接產(chǎn)生的變形,研究工裝夾具對(duì)窗口領(lǐng)圈焊接變形的影響。本文主要內(nèi)容為:窗口領(lǐng)圈通體由50mm厚的304L奧氏體不銹鋼加工成型,因此對(duì)電子束焊機(jī)焊接50mm厚的304L奧氏體不銹鋼進(jìn)行多種試驗(yàn),收集焊接過(guò)程中的各種參數(shù),為后續(xù)的焊接工作提供參考。窗口領(lǐng)圈是復(fù)雜的曲面結(jié)構(gòu)故無(wú)法采用常規(guī)的工裝進(jìn)行焊接前的裝夾固定,因此本文設(shè)計(jì)一套專(zhuān)用焊接工裝夾具進(jìn)行焊接時(shí)的固定約束條件。首先通過(guò)對(duì)領(lǐng)圈進(jìn)行拆分,分成6部分分開(kāi)焊接,并通過(guò)SYSWELD軟件對(duì)領(lǐng)圈進(jìn)行無(wú)約束焊接模擬分析,得出變形結(jié)果。再使用Ansys分析模塊,分析在真空焊接的工作條件下,設(shè)計(jì)的工裝是否可以很好地對(duì)領(lǐng)圈起支撐定位作用,以確保工裝的可靠性。最后再工裝設(shè)計(jì)之后連同所需焊接的零件,用SYSWELD軟件進(jìn)行焊接過(guò)程的模擬分析,查看設(shè)計(jì)工裝是否能有效地保證焊接變形。通過(guò)兩次分析結(jié)果對(duì)比,論證設(shè)計(jì)工裝的可行性。圖[101]表[10]參[57]
【學(xué)位單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TL628;TG456.3
【部分圖文】：

1 緒論勢(shì)速發(fā)展，人民的生活水平得到了極大的提高，生活能源消耗也是與日俱增，石油、煤炭、天然氣等不資料顯示，如果全球能源每年開(kāi)采量維持在 2014剩余儲(chǔ)量可開(kāi)采年限分別只有 110 年、52.5 年和 源的消耗所帶來(lái)的環(huán)境污染變成了妨礙經(jīng)濟(jì)發(fā)展，化石燃料在能源消耗中的比例仍舊很高如圖 1 所氣污染大氣環(huán)境。繼而造成氣候異常，加速地球荒大的破壞。但是核聚變所使用的核能是不會(huì)釋放污可或缺的作用。所以核能是目前整個(gè)社會(huì)最需要的

首先是慣性約束核聚變：如圖 2 所示，中國(guó)神光計(jì)劃和美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火計(jì)劃。此種聚變方式包括將幾毫克 H2和 H3的混合物注入直徑為幾毫米的小球體中，均勻地注入激光束或從外部注入粒子束。球形表面由于吸收能量而向外蒸發(fā)，并且由于其反應(yīng)，球形內(nèi)層就像向后噴射以向前推進(jìn)平面的射流。它將被向內(nèi)壓，球內(nèi)的壓力將增加，溫度將急劇上升。當(dāng)溫度達(dá)到所需的點(diǎn)火溫度，即數(shù)億個(gè)溫度時(shí)，顆粒內(nèi)的氣體經(jīng)歷核聚變爆炸并產(chǎn)生大量的熱能。爆炸過(guò)程非常短暫，只有幾飛秒。如果這個(gè)過(guò)程能夠持續(xù)進(jìn)行，就可以形成受控的核聚變。另一種模式是具有磁約束的核聚變。這種方式，目前被認(rèn)為是最有前途的。目前正在法國(guó)開(kāi)發(fā)的國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆 ITER 如圖 3 所示是磁限制核聚變裝置，也稱(chēng)為托卡馬克裝置。最初由 Azimovich 等人在 20 世紀(jì) 50 年代發(fā)明位于俄羅愛(ài)莫愛(ài)科的庫(kù)爾恰托夫研究所。該設(shè)備的中心是一個(gè)帶有包裝的圓形真空腔室。 當(dāng)托卡馬克內(nèi)部開(kāi)啟時(shí)，產(chǎn)生大的螺旋磁場(chǎng)，將等離子體加熱到非常高的溫度以實(shí)現(xiàn)融合，完成聚變反應(yīng)。

ITER裝置

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2824452