真空絕熱冷質(zhì)支撐（cold mass support,CMS）是國際熱核聚變反應(yīng)堆（International Thermonuclear Fusion Reactor,ITER）中的關(guān)鍵支撐部件之一。為了檢測已制造完成的冷質(zhì)支撐的性能是否達(dá)到合格驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),在交付前需對(duì)它進(jìn)行摩擦性能測試和機(jī)械強(qiáng)度測試。通過分析復(fù)雜工況下冷質(zhì)支撐的受載特點(diǎn),結(jié)合摩擦測試標(biāo)準(zhǔn)ASTM D1894-14和摩擦力的工程計(jì)算結(jié)果,設(shè)計(jì)了冷質(zhì)支撐摩擦性能測試平臺(tái)�；诶滟|(zhì)支撐的受載工況,先初步設(shè)計(jì)了冷質(zhì)支撐機(jī)械強(qiáng)度測試平臺(tái),并通過彎矩梁的受力分析確定了10號(hào)工字鋼為彎矩梁的最佳材料,再利用液壓伺服裝置對(duì)冷質(zhì)支撐施加工況載荷,完成了冷質(zhì)支撐機(jī)械強(qiáng)度測試平臺(tái)相關(guān)設(shè)備和工裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)�？紤]到單獨(dú)實(shí)施摩擦性能測試和機(jī)械強(qiáng)度測試的各項(xiàng)成本,結(jié)合2項(xiàng)測試的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了冷質(zhì)支撐性能一體化測試平臺(tái)。結(jié)果表明冷質(zhì)支撐性能一體化測試平臺(tái)能夠有效縮短測試周期和降低檢測成本,可為冷質(zhì)支撐的工程質(zhì)量認(rèn)證及后續(xù)批量生產(chǎn)提供保障。 

【文章來源】：工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào). 2020,27(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

Feeder饋線系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其與低溫過渡管道、包容管道、冷質(zhì)支撐之間的連接關(guān)系

摩擦性能測試規(guī)程的制定主要依據(jù)美國的通用摩擦測試標(biāo)準(zhǔn)ASTM D1894-14[8]，旨在測量相對(duì)滑動(dòng)物體間的力學(xué)特性。對(duì)于冷質(zhì)支撐，主要是測量其底部滑塊和燕尾槽導(dǎo)軌之間的最大靜摩擦力和動(dòng)摩擦力。ASTM D1894-14中5種摩擦測試方案均采用拖動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的方式進(jìn)行摩擦測試，各方案的不同之處在于拖動(dòng)方式：直接拖動(dòng)和間接拖動(dòng)，如圖3所示。由于場地和測試設(shè)備等諸多條件的限制，本文選用圖3(b）或圖3(e）所示的摩擦測試方案來對(duì)冷質(zhì)支撐進(jìn)行摩擦性能測試，相較于其他方案，這2種方案的優(yōu)點(diǎn)在于簡化了拖動(dòng)測試對(duì)象所需的動(dòng)力源，省去了部分復(fù)雜的動(dòng)力傳輸裝置，減少了因測試系統(tǒng)不穩(wěn)定帶來的不利影響，減小了測試場地，便于測試平臺(tái)的組裝和拆解。為確保測試環(huán)境和實(shí)際工況一致，摩擦性能測試中使用的燕尾槽導(dǎo)軌和冷質(zhì)支撐底座在加工制造和使用性能上與實(shí)際相同。冷質(zhì)支撐摩擦性能測試平臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖4所示。

基于冷質(zhì)支撐的受載工況，初步設(shè)計(jì)冷質(zhì)支撐機(jī)械強(qiáng)度測試平臺(tái)，其概念設(shè)計(jì)圖如圖7所示。在該測試平臺(tái)中，彎矩梁通過螺栓與包容管道模型上平面緊固連接，彎矩梁的兩端通過液壓千斤頂施加等大、反向的力，用以模擬彎矩載荷[13]；包容管道模型的軸線和垂直于軸線的方向上各設(shè)置1臺(tái)液壓千斤頂，用于施加側(cè)面載荷；安裝在頂部的液壓千斤頂用于提供豎直方向的外界載荷[14-15]。另需指出的是：1）所有液壓千斤頂均需配置具有足夠大剛度和強(qiáng)度的支撐結(jié)構(gòu)；2）該測試平臺(tái)安裝時(shí)需滿足ITER工程安裝要求，以保證測試結(jié)果的有效性；3）冷質(zhì)支撐所受外界載荷是通過包容管道間接施加到冷質(zhì)支撐上的，因此在測試平臺(tái)上設(shè)計(jì)了包容管道模型，高度還原了冷質(zhì)支撐實(shí)際工況下的受載情況，充分保證冷質(zhì)支撐機(jī)械強(qiáng)度測試的真實(shí)性。圖5 冷質(zhì)支撐摩擦性能測試平臺(tái)實(shí)物圖


本文編號(hào)：3416720