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-免費閱讀
【正文】 C烘烤時的應(yīng)力分析結(jié)果 4．結(jié)論 從以上分析結(jié)果看，真空室在250176。100176。5．工況5（真空室在由HALO電流引起的電磁載荷作用下產(chǎn)生的應(yīng)力）：這種工況下的應(yīng)力分析基本同工況4相同，HALO電流引起的電磁載荷主要集中在下垂直窗口附近，由于該電磁載荷作用，出現(xiàn)在下垂直窗口頸管小半徑端與真空室殼層相貫的地方，出現(xiàn)在下垂直窗口頸管上。1．工況1（自重引起的應(yīng)力）：，主要出現(xiàn)在下垂直窗口頸管與真空室殼層和底部支撐相貫的地方。 結(jié)果如圖6所示。另外由于真空室的力學(xué)計算是取1/16真空室為研究對象，D形端面是靠施加對稱約束來模擬真實情況，只允許其沿徑向運動，不允許其沿大環(huán)方向運動。COSMOS和NASTRAN兩種有限元分析模型如圖2所示。3 HT7U裝置真空室的結(jié)構(gòu)線性有限元分析為了獲得可靠的工程設(shè)計參考數(shù)據(jù)，HT7U真空室的強度分析是依靠美國SRAC公司開發(fā)的COSMOS\M和美國MSC公司開發(fā)的NASTRAN兩大有限元分析程序進行計算的，并通過對這兩種程序的計算結(jié)果進行分析和相互校核，不斷進行有限元分析和試設(shè)計，獲得了許多可靠的數(shù)據(jù)，它可以直接為HT7U真空室的最終設(shè)計提供依據(jù)。其中α,β,γ為參數(shù)坐標(biāo)，α,β位于殼體中面的切平面內(nèi)，γ為中面的法線。前者又稱為無矩理論，后者又稱為有矩理論。為適應(yīng)中國的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它作為與壓力容器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JB473295)相適應(yīng)的設(shè)計分析軟件，全面通過了(中國)全國壓力容器技術(shù)委員會的嚴(yán)格考核認(rèn)證。 有限元法是五十年代末出現(xiàn)的處理固體力學(xué)的一種數(shù)值方法，大容量的電子計算機是運用和發(fā)展有限元法所必備的工具，在國外由于電子計算機的迅速發(fā)展，有限元在各個學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，一直到七十年代中期，我國才在工程領(lǐng)域開始推廣應(yīng)用有限元法，并不斷普及和發(fā)展有限元方法和理論。結(jié)構(gòu)烘烤所產(chǎn)生的熱應(yīng)力，特別是各窗口頸管與真空室殼層以及底部低剛性支撐結(jié)構(gòu)的相貫處的應(yīng)力分布異常復(fù)雜，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須予以考慮?！朵N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份資料只有通過計算機采用有限元方法對其在各種工況下的受力狀況進行有限元分析，才能獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，為工程直接提供參考依據(jù)。NASTRAN和ANSYS兩個軟件都有近30多年的發(fā)展史，版本也不斷推陳出新，它們也都是世界最著名、最權(quán)威、最可靠的大型通用結(jié)構(gòu)有限元分析軟件，價格也相當(dāng)昂貴。板殼力學(xué)作為固體力學(xué)的一個重要分支就是研究平板和殼體在外力作用下所產(chǎn)生的應(yīng)力和變形的一門學(xué)科，它直接為工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了有力的理論依據(jù)。正是由于HT7U真空室屬于開孔非圓截面薄殼結(jié)構(gòu)，開孔應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯，理論上不能完全采用無矩理論方法，求解十分復(fù)雜，模型實驗（多為鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)）周期長，代價高。因此在有限元分析時，每個殼體單元都具有6個自由度，它們分別是三個中面位移UX,UY,UZ和三個中面轉(zhuǎn)角RX,RY,RZ。COSMOS和NASTRAN這兩種程序都有許多劃分網(wǎng)格的方法，如自動網(wǎng)格和映射網(wǎng)格等。根據(jù)第二章載荷工況的分類，真空室的靜態(tài)載荷有限元分析可分成以下工況進行計算：（詳細(xì)的動態(tài)力學(xué)和結(jié)構(gòu)地震分析參見第七張）(1) 真空室的內(nèi)側(cè)、外側(cè)或夾層等某處真空被破壞后，真空室就會受到大氣壓的不平衡作用，依照各種故障特點分成以下四種情況：A．夾層和內(nèi)側(cè)為大氣，外側(cè)為真空B．夾層和外側(cè)為大氣，內(nèi)側(cè)為真空C．夾層為大氣，內(nèi)外側(cè)為真空D．夾層為真空，內(nèi)外側(cè)為大氣(2) (3) 由于真空室本身及內(nèi)部部件引起的自重(4) 真空室上感應(yīng)渦流與磁場相互作用引起的電磁力(5) 裝置運行時HALO電流與磁場相互作用引起的電磁力(6) 真空室烘烤情況：裝置運行前真空室要進行250176。其具體優(yōu)化結(jié)果如表3所示。 波紋管的計算應(yīng)力云圖和位移云圖如圖8所示。 單位：Kg/cm2 單位：cm 圖 11 壓力硼化水引起的應(yīng)力云圖 圖 12 壓力硼化水引起的位移云圖4．工況4（真空室在由渦流引起的電磁載荷作用下產(chǎn)生的應(yīng)力）：由于真空室上的渦流是局部形成閉合回路的，分布在整個真空室的本體上，但對真空室破壞性最強的是作用在真空室窗口附近電磁力。這種熱應(yīng)力有時可能達到很大的數(shù)值，如果不限制該應(yīng)力大小，足以使真空室發(fā)生破壞，所以真空室的熱應(yīng)力分析非常重要。表6剛度系數(shù) N/mm 垂直窗口 水平窗口 底部支撐 X方向 1680 160 146627 Y方向 32 2577 58479 Z方向 1492 2630 1602 將以上這些剛度系數(shù)分別施加到NASTRAN模型相應(yīng)的位置上，就能夠得到如下真空室在不同狀態(tài)下的應(yīng)力分布情況?？傮w上說真空室的應(yīng)力水準(zhǔn)是在安全強度范圍內(nèi)，具體的應(yīng)力分析評定和真空室動態(tài)應(yīng)力結(jié)構(gòu)分析將在另外的報告中給出。應(yīng)力集中主要出現(xiàn)在窗口頸管與殼層相貫的地方，還有一種就是首先通過有限元分析獲得上、下垂直窗口、水平窗口以及底部低剛性支撐在X、Y、Z三個不同方向上的剛度系數(shù)，其有限元模型如圖19，然后將這些剛度系數(shù)分別加到NASTRAN模型
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