冷凍靶保護罩開啟機構穩(wěn)定性分析.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TH113.1學校代碼：10213國際圖書分類號：681.51密級：公開工學碩士學位論文工學碩士學位論文冷凍靶保護罩開啟機構穩(wěn)定性分析(學術型）碩士研究生：田苗苗導師：曲東升副教授申請學位：工學碩士學科：機械電子工程所在單位：機電工程學院答辯日期：2014年7月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文I摘要冷凍靶技術是指：利用液氨的低溫特性將聚變的燃料氘氚（DT）氣體在核聚變靶丸中進行冷凍，固態(tài)或液體的

2、氘氚層在靶丸內(nèi)壁成形。與同等條件下的非冷凍靶相比，熱核聚變中子產(chǎn)額的量有明顯增加。所以相對于非冷凍靶，這種靶能夠有效的降低打靶能量，提高打靶效率。目前冷凍靶已經(jīng)成為慣性約束聚變（ICF)中的主要使用的一種靶。采用冷凍靶的聚變裝置需要滿足兩個條件：(1)保護罩移除的快速性，要求保護罩在100ms秒內(nèi)完全打開(2)靶丸高的位置穩(wěn)定性，冷凍靶系統(tǒng)的靶丸被定位在靶室中心5μm范圍內(nèi)。其去除過程對靶丸的定位造成較大影響是冷凍靶系統(tǒng)設計的關鍵環(huán)節(jié)，

3、屏蔽罩去除的速度、穩(wěn)定性等將直接影響冷凍靶點火的成敗。所以本論文中著重對冷凍把保護罩開啟機構的速度，穩(wěn)定性這兩方面進行了計算與分析。本文得到的動力學方程以及減振方案，為冷凍靶保護罩開啟機構的進一步優(yōu)化提供了理論支持與數(shù)據(jù)參考。本文的主要內(nèi)容包括：首先對開啟機構進行運動學以及動力學分析，確定了該機構在某加速度下，系統(tǒng)中各個構件的運動量以及動力學量，包括加速度，速度，位移，力和力矩。采用拉格朗日方法進行動力學分析，分析求解得到了在開啟機構工

4、作時，作用在支撐端的力和力矩。其次分析冷凍靶定位平臺——六自由度并聯(lián)系統(tǒng)的剛度，得到了六自由度定位機構的基本模態(tài)以及剛度模型。分析支座反力的特點以及定位平臺的變形函數(shù)，分析該系統(tǒng)無法滿足靶丸的位置穩(wěn)定性要求的原因。提出采用鋼絲繩減振器進行減振。建立了以角速度，鋼絲繩隔振器剛度以及位置分布為參變量的優(yōu)化模型。以六自由度定位平臺的振動函數(shù)為優(yōu)化目標函數(shù)，剛度分布以及加速度運動規(guī)律為優(yōu)化變量，以機構的結構參數(shù)以及六自由度平臺的振型為約束函數(shù)，