ITER FEEDER Gimbals结构分析优化研究

发布时间：2021-04-23 07:06

　　ITER装置中FEEDER部分的GIMBALS为托卡马克装置极场超导磁体中的内馈线和过渡馈线提供连接作用,它的研制涉及到电磁学、传热学、力学和材料学等多个学科的知识。从整个装置的安全性、可靠性等方面考虑,在FEEDER GIMBAL的加工制造之前,必须对其进行多物理场仿真分析,以确定FEEDER GIMBAL的受力状态,为结构的设计提供依据。本文首先在CATIA环境中对GIMBAL进行三维几何建模,在建模的基础上,通过研究GIMBAL的受力状态,对GIMBAL进行结构强度分析,主要是分析GIMBAL的销在工作时的应力分布情况,为详细了解GIMBAL在工作时的力学特性,运用工具软件HYPERMESH和ANSYS WORKBENCH分别对GIMBAL单个零件和整个装配体都进行了应力分析,得到相对应的应力云图,根据强度理论检验GIMBAL的安全性。考虑到GIMBAL的工作安全性,同时也是ITER工程的设计要求,对馈线系统进行了动力学分析,得到结构的各阶固有频率和振型,以及施加不同方向的SDD地震响应谱时馈线结构上最大的应力和最大位移,验证了GIMBAL在地震载荷作用下的安全性。本文的工作从力... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 核聚变的研究与ITER计划
        1.1.1 受控热核聚变研究
        1.1.2 托卡马克研究
        1.1.3 ITER计划
    1.2 ITER FEEDER与GIMBAL的介绍
    1.3 本课题研究的意义、内容及预期目标
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 课题研究的主要内容
        1.3.3 研究的意义
第二章 GIMBAL设计的历史及理论准则
    2.1 GIMBAL的设计历史
        2.1.1 十字万向节的设计理论
        2.1.2 GIMBAL的设计要素
    2.2 强度理论及强度极限准则
    2.3 应力种类及强度极限准则
        2.3.1 应力种类
        2.3.2 强度极限准则
    2.4 有限元思想与相关软件的介绍
        2.4.1 有限元法的基本思想
        2.4.2 有限元分析软件ANSYS与WORKBENCH介绍
第三章 GIMBAL的有限元分析
    3.1 GIMBAL的建模
    3.2 GIMBAL的结构强度分析
        3.2.1 GIMBAL的设计
        3.2.2 GIMBAL的受力载荷
        3.2.3 有限元建模
        3.2.4 GIMBAL材料属性
        3.2.5 边界条件和载荷
        3.2.6 求解结果及分析
    3.3 GIMBAL整体的分析
        3.3.1 GIMBAL整体的建模
        3.3.2 边界条件与载荷
        3.3.3 分析结果
第四章 GIMBAL的动力学分析
    4.1 模态分析基本原理
    4.2 GIMBAL的模态分析
        4.2.1 GIMBAL的设计
        4.2.2 GIMBAL模型
        4.2.3 材料属性
        4.2.4 网格的划分
        4.2.5 边界条件
    4.3 模态分析计算结果
    4.4 GIMBAL的单点响应谱分析
        4.4.1 谱分析原理介绍
        4.4.2 谱分析的施加与结果
    4.5 本章结论
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]核聚变——消除人类能源危机的济世良方[J]. 方延平,戴革林,王保成,唐卫红.  物理与工程. 2005(02)
[2]国际热核聚变实验堆（ITER）计划[J]. 赵君煜.  物理. 2004(04)
[3]受控热核聚变研究及其在我国HT-7超导托卡马克上的最新进展[J]. 李建刚,杨愚.  物理. 2003(12)
[4]以国际合作推动聚变大科学研究[J]. 王孔嘉,万元熙.  中国科学院院刊. 1996(04)

博士论文
[1]多工况下ITER中心螺管馈线系统的优化设计与动力分析[D]. 王开松.合肥工业大学 2008

硕士论文
[1]基于ANSYS Workbench的卸船机钢结构分析[D]. 王勇.吉林大学 2012
[2]机载机箱结构分析与仿真技术研究[D]. 吕福庭.西安电子科技大学 2010



本文编号：3154872