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文檔簡介
1、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人類文明的進步,人類對能源的需求也越來越大。但是人類目前可利用的能源資源畢竟有限,主要能源將在未來幾十年至一百多年的時間內(nèi)枯竭。為了改變世界能源危機,中國、美國、日本等國家提出了國際熱核實驗堆(ITER)合作計劃。該計劃的成功實施將會使人類擁有取之不盡、用之不竭的清潔能源。 雖然國內(nèi)外學者對ITER領域的許多問題都進行了不同程度的研究,但仍有大量的研究工作還需進一步開展,尤其是對ITER重力支撐結構的研究還作
2、得不夠全面。由于ITER重力支撐結構是整個ITER主體裝置的重要組成部分,因此對它進行全面深入的研究具有重要的意義。 本學位論文運用彈性理論、非線性有限元分析理論和現(xiàn)代CAE技術,建立了ITER重力支撐結構的三維實體有限元分析模型,對ITER重力支撐結構進行了有限元靜力分析、模態(tài)分析和屈曲分析。主要研究成果和特色如下: (1)根據(jù)ITER重力支撐結構及其所受載荷的特點,利用ANSYS的建模功能,建立了ITER重力支撐結構
3、的三維有限元分析模型。建模時依據(jù)等效原理對支撐結構進行規(guī)劃,對與分析目標關系不大的部分進行了簡化,以縮小求解代價。 (2)提出了以定義接觸對的方式來模擬結構中接觸面的實際工作情況的方法。對TF腿法蘭與韌性板上法蘭之間、韌性板下法蘭與支撐環(huán)上表面之間、支撐環(huán)下表面與支撐圓柱上表面之間均作了面一面接觸有限元分析。 (3)提出了利用耦合集定義周期對稱邊界條件的方法,該方法解決了ANSYS軟件的預緊單元PRES179不能用于模擬
4、周期對稱結構中預緊力的問題。 (4)應用有限元方法分別對四種工況下的ITER重力支撐結構進行了靜強度分析,得到了支撐結構各零件的最大應力和最大應變以及它們的位置。對ITER重力支撐結構的各個零部件都進行了靜強度校核。 (5)應用有限元方法對ITER重力支撐結構進行了模態(tài)分析,求出了ITER重力支撐結構的固有頻率和振型。通過振型圖和動畫顯示,可直觀地分析ITER重力支撐結構的動態(tài)特性和薄弱環(huán)節(jié),為ITER重力支撐結構的改進
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