爆破閥是核電結構中的一項重要設備,其工作原理是當出現(xiàn)緊急事故時,可以開啟來確保核電主體的安全。爆破閥的開閥過程是在短時間內發(fā)生的具有高度非線性的動力沖擊和斷裂過程。這個過程中,結構的部分材料會承受高應變率,而剪切蓋所用材料Inconel 690合金的力學行為受應變率影響顯著,不但不同應變率下具有不同的材料本構關系,而且高應變率下會出現(xiàn)明顯的脆性失效行為。本文考慮了應變率效應的影響,研究了爆破閥開閥的動力學過程�；钊麤_斷剪切蓋是爆破閥開閥的關鍵環(huán)節(jié),這個過程中需要活塞擁有足夠的沖擊速度。本文利用LS-DYNA的顯式動力學功能,分析活塞沖斷剪切蓋的過程,比較了不同活塞初始沖擊速度的情況,得出活塞的臨界沖擊速度。為了準確模擬高應變率下活塞沖斷剪切蓋的過程,本文在幾種高應變率材料本構方程的基礎上,根據(jù)Zerilli-Armstrong模型擬合了Inconel 690材料的本構曲線,得出了其在更高應變率下的應力-應變關系。使用擬合后的材料曲線代入仿真模型進行計算,并與原模型進行了結果對比。通過研究剪切蓋斷面上的應變率分布,發(fā)現(xiàn)在活塞較高沖擊速度下,使用擬合后的材料模型能夠得到更準確的應變率結果。... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 爆破閥的研究現(xiàn)狀
    1.2 動力學仿真技術
    1.3 高應變率下的材料力學行為
        1.3.1 金屬材料的塑性本構關系
        1.3.2 韌脆轉變現(xiàn)象
    1.4 本文主要工作內容
2 活塞沖擊剪切蓋臨界速度分析
    2.1 顯式動力學
    2.2 活塞沖擊剪切蓋臨界速度計算
    2.3 分析比較不同沖擊速度下的結果
    2.4 本章小結
3 剪切蓋率相關本構曲線的擬合及動力學分析
    3.1 材料本構模型
        3.1.1 Johnson-Cook模型
        3.1.2 Zerilli-Armstrong模型
        3.1.3 MTS模型
    3.2 高應變率下的剪切蓋動力學分析
        3.2.1 高應變下的材料曲線的擬合
        3.2.2 使用擬合后曲線研究應變率變化
    3.3 本章小結
4 爆破閥開閥全過程分析
    4.1 整體結構仿真分析
    4.2 管路受沖擊影響分析
        4.2.1 管路振動特性分析
        4.2.2 管路結構強度分析
    4.3 韌脆轉變問題的揭示
        4.3.1 脆性斷裂與韌性斷裂
        4.3.2 應變率提取結果分析
    4.4 本章小結
5 緩沖吸能仿真模擬
    5.1 不同厚度緩沖管的吸能分析
    5.2 不同緩沖管數(shù)目的吸能分析
    5.3 不同緩沖裝置高度的吸能分析
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學士論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]嚴重事故工況高溫環(huán)境下爆破閥藥筒驅動裝置可用性研究[J]. 包堂堂,周強強,顧春輝,張志超,樂秀輝.  核安全. 2016(01)
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[3]爆破閥拉力螺栓動力學分析[J]. 祁濤.  閥門. 2015(03)
[4]潛在通路分析技術在核電廠爆破閥控制器設計中的應用[J]. 徐智,鮑麒.  核科學與工程. 2015(02)
[5]基于ABAQUS的顯式動力學分析方法研究[J]. 朱躍峰.  機械設計與制造. 2015(03)
[6]應變率對等溫鍛造TiAl基合金脆韌轉變特性的影響[J]. 昝祥,楊政,歐陽力,賀躍輝,吳玉程.  合肥工業(yè)大學學報(自然科學版). 2015(01)
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[8]統(tǒng)一格式的顯式與隱式任意混合異步算法[J]. 張偉偉,金先龍.  力學學報. 2014(03)
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博士論文
[1]輕質吸能材料和結構的耐撞性分析與設計優(yōu)化[D]. 張宗華.大連理工大學 2010

碩士論文
[1]近片層組織TiAl脆韌轉變行為研究[D]. 楊政.合肥工業(yè)大學 2014
[2]有限元法在核級閥門強度分析中的應用研究[D]. 劉金梁.哈爾濱工程大學 2013
[3]超細晶材料高應變率下力學行為的數(shù)值模擬[D]. 李桂花.寧波大學 2012
[4]低合金鋼韌脆轉變斷裂機理研究[D]. 方修洋.蘭州理工大學 2011
[5]冰的韌脆轉變行為研究及其工程應用[D]. 王羽.大連理工大學 2008



本文編號：3527902