復(fù)雜載荷作用下大型屏蔽電機(jī)主泵屏蔽部件穩(wěn)定性研究.pdf

1、屏蔽部件作為屏蔽電機(jī)主泵中的關(guān)鍵部件之一，是一個(gè)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，由定、轉(zhuǎn)子屏蔽套及定子屏蔽套外部的環(huán)肋構(gòu)成。此部件在高溫高壓的工況下，除受到系統(tǒng)壓力外，還受到初始應(yīng)力的作用，螺旋環(huán)流引起的流體載荷的作用，溫度變化引起的熱載荷的作用，在多載荷聯(lián)合作用下易于失穩(wěn)。失穩(wěn)會(huì)影響一回路的安全運(yùn)行，給屏蔽電機(jī)主泵帶來(lái)安全隱患。因此，此類結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性引起了眾多學(xué)者的關(guān)注。同時(shí)，由于屏蔽部件的特殊用途，對(duì)其研究成果知之甚少。為此，有必要深入研究初始應(yīng)力、流

2、體載荷、熱載荷等載荷聯(lián)合作用下屏蔽部件的失穩(wěn)行為，為此類結(jié)構(gòu)的性能預(yù)測(cè)和安全評(píng)估提供理論支撐。
　　本文根據(jù)屏蔽部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將其視為內(nèi)部為剛性圓柱體，外部為彈性環(huán)肋圓柱殼的同軸柱殼結(jié)構(gòu)。圍繞著初始應(yīng)力（預(yù)載荷）、流體載荷和熱載荷單獨(dú)或聯(lián)合作用下該結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)行為開(kāi)展研究。主要內(nèi)容如下：
　　1）由于安裝時(shí)的水壓作用，屏蔽部件存在著初始應(yīng)力?；贒onnell殼體理論，建立了包含初始應(yīng)力的系統(tǒng)壓力作用下的環(huán)肋柱殼的

3、非線性穩(wěn)定性方程。使用Galerkin方法獲得了數(shù)值結(jié)果，分析了幾何參數(shù)、環(huán)肋對(duì)該結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的影響，給出了臨界失穩(wěn)應(yīng)力隨初始應(yīng)力變化的規(guī)律。
　　2）基于Donnell殼體理論和勢(shì)流理論，建立了理想螺旋環(huán)流作用下同軸柱殼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力穩(wěn)定性方程。使用零階輪廓法獲得了數(shù)值結(jié)果，分析了幾何參數(shù)、環(huán)肋對(duì)該結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的影響，提出了失穩(wěn)準(zhǔn)則，揭示了螺旋環(huán)流作用下該結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)機(jī)理。
　　3）基于勢(shì)流理論和充分發(fā)展的湍流理論，獲得了流體攝動(dòng)壓力和

4、穩(wěn)態(tài)粘性力，并把穩(wěn)態(tài)粘性力處理為預(yù)載荷，建立了粘性螺旋環(huán)流作用下同軸柱殼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力穩(wěn)定性方程。使用零階輪廓法和殘差技術(shù)獲得了數(shù)值結(jié)果，分析了幾何參數(shù)、環(huán)肋對(duì)該結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的影響，解釋了流體的粘性引起失穩(wěn)流速下降的原因。
　　4）根據(jù)熱-彈理論，獲得了熱載荷；在前面研究的基礎(chǔ)上，建立了預(yù)載荷、流體載、熱載荷聯(lián)合作用下同軸柱殼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力穩(wěn)定性方程。使用零階輪廓法獲得了該方程的解，分析了熱載荷對(duì)失穩(wěn)流速的影響，揭示了多載荷聯(lián)合作用下該結(jié)構(gòu)的