關(guān)于ht-7u超導(dǎo)托卡馬克裝置真空室結(jié)構(gòu)的強度分析-wenkub
2023-07-07 15:56:13 本頁面
【正文】 的應(yīng)力情況，所以空間殼體的應(yīng)力分析的控制方程可以用六個中面形變的偏微分方程來描述。只有借助有限元方法考慮彎曲效應(yīng)采用殼體模型進行分析計算。殼體中的彎矩效應(yīng)不能忽略，若采用無矩理論計算應(yīng)力顯然不合適。HT7U托卡馬克裝置真空室內(nèi)外殼層采用的就是薄殼結(jié)構(gòu)，因為真空室的壁厚遠遠小于真空室的總體結(jié)構(gòu)尺寸。ANSYS有限公司由John Swanson博士創(chuàng)建于1970年，經(jīng)過30年的發(fā)展和版本的推陳出新，憑借其先進的技術(shù)和可靠的質(zhì)量，ANSYS軟件已得到世界諸多行業(yè)的認證，在國際上是ASME（美國機械工程師學(xué)會）、NQA（美國核安全局）認證的標(biāo)準(zhǔn)軟件之一，在中國也通過了全國壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會的嚴格考核，成為與中國壓力容器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JB473295)相適應(yīng)的設(shè)計分析軟件。NASTRAN的供應(yīng)商是MSC公司，總部設(shè)在洛衫機，是享譽全球的工程校驗，有限元分析和計算機仿真軟件的供應(yīng)商，它先后在1989年收購了流體CAE軟件Pisces International公司，1993年收購了著名CAD供應(yīng)廠商Aries Technology公司，1994年 收購當(dāng)時全球第二大CAE公司PDA Engineers，1998年收購機構(gòu)動力學(xué)和運動學(xué)仿真軟件公司Knowledge Revolution，1999年收購頂尖高度非線性CAE軟件公司 MARC等，在CAE行業(yè)奠定了無可爭議的霸主地位。表1給出了國際上幾個大型托卡馬克裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計時所使用的有限元分析軟件情況：表1 國際上大型托卡馬克裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計時所使用的有限元分析軟件 KSTAR SST1 ITER TPX JT60U 強度分析 ANSYS ANSYS ANSYS COSMOSNASTRANIDEAS COSMOSANSYS NASTRAN 結(jié)構(gòu)屈曲/失穩(wěn)分析 ANSYS ———— ANSYS COSMOSNASTRAN COSMOSANSYS ———— 溫度場的分布及熱應(yīng)力分析 FLUENT ANSYS ABAQUSFLUENT COSMOSANSYS ———— 流體分析 FLUENT ANSYS ABAQUSFLUENT ———— ———— 地震響應(yīng)及疲勞壽命的分析 ———— ———— DYNAN3DNASTRAN ———— DYNAN3DNASTRAN 注：早期建造的托卡馬克裝置如ASDEX等采用的都是使用SAP有限元程序.近年來，國外一些大型有限元商業(yè)軟件發(fā)展較快，其中最著名的有NASTRAN，ANSYS，COSMOS等，它們在功能、求解問題的規(guī)模以及前后處理方面都有了較大改進。目前國外的一些大中型在建的超導(dǎo)托卡馬克裝置如韓國的KATAR、印度的SST1等都已先后引進了有限元計算這一先進的技術(shù)，通過模擬裝置各種不同運行工況下的受力情況，分析裝置在各種極端載荷下的安全和可靠性能，不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計參數(shù)，從而為超導(dǎo)托卡馬克裝置的建造提供了可靠的依據(jù)，不僅為工程節(jié)省了時間和經(jīng)費，而且也避免了工程上許多不必要的失誤和重復(fù)。1． 引言 HT7U真空室結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，它是一個截面為D形的雙層環(huán)體結(jié)構(gòu)，降低中子在超導(dǎo)磁體上的核熱沉積和對環(huán)境的污染，并且根據(jù)物理要求，還開有水平和上下垂直窗口，用于診斷、加熱、抽氣、充氣、冷卻等。《國學(xué)智慧、易經(jīng)》46套講座《人力資源學(xué)院》56套講座+27123份資料《各階段員工培訓(xùn)學(xué)院》77套講座+ 324份資料《員工管理企業(yè)學(xué)院》67套講座+ 8720份資料《工廠生產(chǎn)管理學(xué)院》52套講座+ 13920份資料《財務(wù)管理學(xué)院》53套講座+ 17945份資料n更多企業(yè)學(xué)院： 《中小企業(yè)管理全能版》183套講座+89700份資料《總經(jīng)理、高層管理》49套講座+16388份資料《中層管理學(xué)院》46套講座+6020份資料《銷售經(jīng)理學(xué)院》56套講座+ 14350份資料《銷售人員培訓(xùn)學(xué)院》72套講座+ 4879份資料HT7U超導(dǎo)托卡馬克裝置真空室結(jié)構(gòu)的強度分析HT7U真空室及PFC設(shè)計組 HT7U 超導(dǎo)托卡馬克裝置真空室作為裝置的關(guān)鍵部件之一，不僅受到自重、大氣壓、電動力等作用，還受到250176。這樣一方面由于結(jié)構(gòu)的連續(xù)性被破壞，在窗口頸管與真空室本體連接處將產(chǎn)生較大的附加彎曲應(yīng)力，另一方面由于器壁材料被削弱，會引起應(yīng)力增加和容器強度的減弱，在局部連接處出現(xiàn)應(yīng)力集中，另外加上真空室需要烘烤所產(chǎn)生的熱應(yīng)力，以及等離子體破裂和垂直不穩(wěn)定事件所產(chǎn)生的電動力，使得真空室的載荷工況極其復(fù)雜。因此在HT7U裝置的真空室設(shè)計過程中引進有限元這一先進技術(shù)意義十分重大。COSMOS是由美國SRAC公司開發(fā)的面向微型機計算機的大型結(jié)構(gòu)分析軟件，其特點是不需要中小型或大型計算機的硬件條件，它可以直接在個人計算機上運行，計算分析成本相對較低，軟件售價僅需數(shù)千美元。NASTRAN不僅始終作為美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)飛行器適航證領(lǐng)取的唯一驗證軟件，而且還是中國船級社指定的船舶分析驗證軟件(CCS/CC(1997)118附件)。在HT7U超導(dǎo)托卡馬克裝置真空室結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，為了獲得準(zhǔn)確的設(shè)計依據(jù)，在充分利用我所現(xiàn)有的有限元軟件COSMOS的同時，借助我國航空部門使用的成熟的有限元軟件NASTRAN 對真空室有限元分析進行了詳盡的力學(xué)計算和校核。在這種薄殼的理論計算中，可分為兩大類：薄膜理論和彎曲理論。HT7U真空室的實際結(jié)構(gòu)是由圓柱殼和環(huán)形殼拼裝組合而成，當(dāng)容器受到內(nèi)壓
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