關(guān)于ht-7u超導(dǎo)托卡馬克裝置真空室結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度分析-免費(fèi)閱讀
【正文】 C烘烤時(shí)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(jì)算是取1/16真空室為研究對(duì)象，D形端面是靠施加對(duì)稱約束來模擬真實(shí)情況，只允許其沿徑向運(yùn)動(dòng)，不允許其沿大環(huán)方向運(yùn)動(dòng)。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(jì)參考數(shù)據(jù)，HT7U真空室的強(qiáng)度分析是依靠美國(guó)SRAC公司開發(fā)的COSMOS\M和美國(guó)MSC公司開發(fā)的NASTRAN兩大有限元分析程序進(jìn)行計(jì)算的，并通過對(duì)這兩種程序的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析和相互校核，不斷進(jìn)行有限元分析和試設(shè)計(jì)，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(jì)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(guó)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(jì)分析軟件，全面通過了(中國(guó))全國(guó)壓力容器技術(shù)委員會(huì)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(jì)算機(jī)是運(yùn)用和發(fā)展有限元法所必備的工具，在國(guó)外由于電子計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，有限元在各個(gè)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(guó)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(jì)時(shí)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(jì)算機(jī)采用有限元方法對(duì)其在各種工況下的受力狀況進(jìn)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(gè)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(jià)格也相當(dāng)昂貴。板殼力學(xué)作為固體力學(xué)的一個(gè)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(jì)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(shí)驗(yàn)（多為鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)）周期長(zhǎng)，代價(jià)高。因此在有限元分析時(shí)，每個(gè)殼體單元都具有6個(gè)自由度，它們分別是三個(gè)中面位移UX,UY,UZ和三個(gè)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(dòng)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(jìn)行計(jì)算：（詳細(xì)的動(dòng)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(huì)受到大氣壓的不平衡作用，依照各種故障特點(diǎn)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(chǎng)相互作用引起的電磁力(5) 裝置運(yùn)行時(shí)HALO電流與磁場(chǎng)相互作用引起的電磁力(6) 真空室烘烤情況：裝置運(yùn)行前真空室要進(jìn)行250176。其具體優(yōu)化結(jié)果如表3所示。 波紋管的計(jì)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(gè)真空室的本體上，但對(duì)真空室破壞性最強(qiáng)的是作用在真空室窗口附近電磁力。這種熱應(yīng)力有時(shí)可能達(dá)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(qiáng)度范圍內(nèi)，具體的應(yīng)力分析評(píng)定和真空室動(dòng)態(tài)應(yīng)力結(jié)構(gòu)分析將在另外的報(bào)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(gè)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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