艦用冷凝器水室大開孔結(jié)構(gòu)強度及優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、鑒于核動力裝置高功率密度、高效率的要求，大型化、經(jīng)濟性、高安全可靠性是主冷凝器的發(fā)展方向。以橢圓型封頭為主體的主冷凝器水室結(jié)構(gòu)可以滿足機組各方面的性能要求而得到廣泛應(yīng)用。隨著機組功率增加，封頭上接管尺寸增大，研究設(shè)計即滿足強度性能要求經(jīng)濟性又好的大開孔橢圓封頭結(jié)構(gòu)對提高機組總體性能至關(guān)重要。 由于橢圓封頭大開孔接管結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，尋求理論解非常困難。到目前為止，有關(guān)大開孔結(jié)構(gòu)的理論研究成果還不能直接用于實際工程設(shè)計。隨著有限元技術(shù)

2、的發(fā)展和分析設(shè)計規(guī)范的逐步完善，對橢圓封頭大開孔接管結(jié)構(gòu)采用應(yīng)力分析設(shè)計已成為可能。以有限元精確計算為基礎(chǔ)，利用成熟的彈性應(yīng)力分類和分析評定方法，有限元應(yīng)力分析已逐漸成為解決大開孔結(jié)構(gòu)強度問題的有力手段。 本文針對雙接管橢圓封頭結(jié)構(gòu)，分別以平齊式和內(nèi)伸式接管補強結(jié)構(gòu)為研究對象，采用三維有限元數(shù)值分析技術(shù)，較全面地研究了各補強結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布特點及規(guī)律；分析討論了內(nèi)、外焊縫和內(nèi)伸長度等因素的補強作用；通過對各種補強結(jié)構(gòu)補強能力的對比

3、分析，提出了效果較好的補強結(jié)構(gòu)，并通過分析設(shè)計對該結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟合理性做出了評價。 本文通過電阻應(yīng)變測量的方法有效驗證了有限元計算方法的可行性和可靠性；誤差原因的分析和結(jié)論將為實際產(chǎn)品的設(shè)計和制造起到重要的指導(dǎo)意義。 本文利用有限元與優(yōu)化技術(shù)相結(jié)合的方法，對具有最佳補強效果的補強結(jié)構(gòu)進行了三維實體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究，優(yōu)化分析結(jié)果證實了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計法在解決大開孔橢圓封頭設(shè)計上的有效性，同時也為其他復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供一個科學(xué)實用的