托卡马克遥操作多功能重载机械臂旋转关节救援机构研究

以多功能重载机械臂中的关键旋转关节潜在的故障为对象,开展关节救援机构的研究。分析了该关节救援机构的概念设计,针对可能的故障提出了一种切实可行的救援机构设计方案。按照简洁、模块化的设计原则,综合考虑救援机构概念设计、救援工况需求和旋转关节内部的空间布局,设计了以救援减速箱机构和电机抱闸开启机构为主体的关节救援机构,同时明确了该关节的救援操作流程。

托卡马克遥操作重载机械臂旋转关节工程研究

面向国际热核聚变实验堆(ITER)托卡马克装置内部遥操作维护的需求,为破解遥操作系统中多功能重载机械臂系统研发风险大的困境,选取了多功能重载机械臂受力最为苛刻的旋转关节作为研究对象,提出了面向核环境的旋转关节工程设计方案。该方案设计了一种可承受大扭矩和冲击载荷的关节传动链,提出了可承载大弯矩和剪切力的旋转关节末端补偿支撑方案,给出了一种在有限空间内使用的特定旋转角度的线缆拖链概念方案。

HT—7U超导托卡马克真空室设计

介绍ＨＴ－７Ｕ超导托卡马克真空室的材料选择、结构特点、受力分析、烘烤与冷却以及真空室内部相关部件的概况。

小体积大抽速多发源钛升华泵

介绍使用在超高超人空下，被抽气体主要为ＣＯ的小体积、大抽速、多发源钛升华泵的设计思想、结构特点和部分测试结果。

HT-7U超导托卡马克装置真空室结构数值分析

真空室作为HT-7U超导托卡马克核聚变试验装置主机关键部件,是等离子体运行的直接场所,在装置运行期间,它不仅受到电磁载荷,而且还会受到夹层内压力硼化水和250℃高温烘烤所产生的热应力。首先采用数值模拟方法分析了真空室在等离于体突然破裂以及垂直位移事件诱发HALO电流所产生的电磁载荷,然后借用大型有限元分析程序COSMOS和NASTRAN,分析了真空室在各种工况下的应力分布和位移变形,为超导托卡马克同类装置真空室的结构设计提供了有价值的理论依据。

EAST超导托卡马克核聚变实验装置真空室窗口烘烤及热应力分析

超导托卡马克核聚变实验装置EAST的真空室窗口烘烤系统要求窗口温度达到150℃。为选取加热丝型号及确定其合理布局,采用ANSYS有限元分析软件进行热应力分析。分析结果显示,窗口大部分区域的温度分布及热应力分布较为均匀,并满足要求,按照ASME压力容器评定标准,均在安全系数内。同时,对温度梯度较大的区域提出可行性的附加方案,以降低可能出现的应力集中。

EAST真空室内部部件安装的基准环设计与分析

EAST核聚变实验装置是国家"九五"大科学工程项目,是一个具有非园截面的全超导托卡马克装置,本文主要说明真空室内部部件安装基准与真空室本体相连的过渡件——基准环的设计,及其在HALO电流所产生的电磁力等作用下的结构分析。真空室内部部件是安装在基准环上的EAST装置主机的重要部件之一,由于直接面对高温等离子体,它们的安装基准即基准环的精度将是非常关键的。基于此分析基准环在环境变化时产生的变形量大小,验证基准环的强度等能否满足要求。介绍变形及装配等带来的不满足精度要求将带来的后果。在后续的实验中成功验证基准环的设计,获得稳态的、极长的长脉冲等离子体,并实现全电流下的双零高β和单零高等离子体的运行实验。

EAST超导托卡马克偏滤器水冷结构设计

介绍了EAST超导托卡马克偏滤器的结构和相关分析,并对第一壁材料的导热性能和结构的换热效果进行了实验测试,验证了结构的可靠性。

HT-7U真空室支撑结构的数值模拟与实验研究

结合HT 7U超导托卡马克装置真空室的实际运行工况 ,首先提出一种低刚度柔性支撑结构 ,这种结构不仅有足够的强度 ,抵抗由于等离子体突然破裂产生的巨大电磁力 ,而且还有一定的弹性 ,吸收真空室在 2 5 0℃壁处理烘烤时所产生的热变形。然后运用有限元分析方法对该结构的力学性能进行数值模拟分析 ,获得HT 7U真空室支撑结构的应力云图 ,最大应力为 97MPa ,小于结构基体材料 3 16L不锈钢的许用应力。同时还专门设计一套真空室支撑结构力学实验测试平台 ,利用光弹贴片法和电阻应变计测量法 ,对该结构进行全面的力学性能测试 ,不仅验证有限元分析结果的可信性 ,而且还进一步证实HT

EAST偏滤器钨铜单体水冷模块参数优化

介绍了EAST超导托卡马克偏滤器的最新冷却模块结构。利用FLUENT有限元软件对不同参数下的模型进行了稳态热分析,定量研究了冷却模块换热能力随各参数的变化规律。针对EAST装置给出了初步优化的参数范围,为水冷钨铜偏滤器的设计制造提供了参考。这对于托卡马克装置及聚变堆偏滤器研究具有十分重要的意义。

HT-7U真空室抽气窗口设计

HT-7U超导托卡马克装置是大型可控热核聚变实验装置,其内外真空系统是该装置的重要外部设备,内真空抽气系统为等离子体放电提供必要的清洁的真空条件,外真空系统为超导纵场线圈和极向场线圈及电流引线罐提供绝热真空。该文介绍了真空室及其抽气窗口的结构设计原则,根据装置运行的物理要求和抽气过程计算,设计组建了内外真空室的抽气机组,它们由主泵、预抽泵、前级泵、管道和阀门及其它附件组成,经试验运行表明,该设计是合理的。

固体自润滑材料在EAST超导托卡马克中的应用

EAST超导托卡马克是具有非圆截面的核聚变试验装置,其真空室内部部件在等离子体热壁运行时将承受相当大的热应力和电磁载荷,在某些工况下的应力可能超出材料的强度极限。对EAST超导托卡马克装置中的真空室内部部件的应力状况进行了计算分析,从理论上提出了运用润滑材料的必要性;研制了一种金属基多层固体自润滑复合材料,摩擦学性能测试表明,该自润滑复合材料具有特殊的梯度结构,能保证高的机械强度,且具有优异的摩擦磨损性能和连续润滑功能;有限元计算和模拟件的加热变形试验表明,该自润滑复合材料真空中的滑动摩擦因数不超过0.15,能减少内部部件应力集中的情况,避免应力过大对热沉材料造成的破坏,保障超导托卡马克装置聚变试验的安全。

ITER遥控运输车双密封门系统FMEA分析

遥控运输车是国际热核实验堆(ITER,International Thermonuclear Experimental Reactor)用于堆和热室之间的运输工具。双密封门是遥控运输车上可分开,分别密封真空室窗口和运输车的关键部件。介绍ITER遥控运输车及双密封门结构与工作程序,对双密封门系统进行FMEA(Failure Modes and Effects Analysis)分析并作出分析表,找到薄弱环节,为防止及减少故障的发生提供依据。也为下一步ITER其他系统及重要部件的可靠性分析提供范例。

TPMC和DSMC方法在真空技术领域的应用

随着计算机技术的发展 ,蒙特卡罗方法 (MC)成为研究稀薄气体流动问题的重要方法。本文着重介绍了试验粒子蒙特卡罗方法 (TPMC)和直接模拟蒙特卡罗方法 (DSMC)。通过一些实际的算例 (异形管路传输几率计算、涡轮分子泵模拟优化设计 )

EAST装置内部部件的安装准直

介绍了采用光学仪器结合机械模板的方法完成对EAST装置内部部件的安装准直。通过在平面模板上确定基准孔的方法引入内部部件安装的测量基准,最终的第一壁形状则利用特殊形状的检验模板进行校核,使其达到可接受的位置。

ITER遥控转运车对准系统的设计

ITER转运车的对准系统由托架和对准销等组成。托架使转运车能在装置端口前停靠;使车厢能在各方位上运动,能产生必需的推动力和反作用力。对准销在对准过程中起引导、参照作用,保证车体与端口正确、精确地对准。文中给出了对准系统各功能部件的详细结构设计,必需的调整范围及所要达到的精度。

振动调制工艺在控制焊接变形中的试验研究

在介绍振动调制工艺原理的基础上,通过振动调制工艺在平板对接接头上的试验应用,分析了振动调制工艺在控制焊接变形方面的应用。试验结果表明该工艺对于厚板对接角变形,振动的效果不是非常明显,但是对横向收缩量的影响效果明显。

HT-7U放电真空室支撑结构的设计和应力分析

结合HT - 7U超导托卡马克核聚变装置中等离子体运行特点 ,提出了一种低刚性支撑结构作为放电真空室的本体支撑 ,并借助COSMOS/M大型有限元分析程序 ,进行了全面的校核和应力分析 ,为结构的进一步研制提供了理论依据。

HT-7U真空室在纵场失超情况下的力学性能分析

磁体失超是超导托卡马克装置特有的一种现象 ,为了能够让 HT-7U超导托卡马克装置主机结构设计有可靠的工程分析数据和分析方法 ,采用数值模拟方法分析了纵场突然发生失超时放电真空室上感应产生的电磁载荷大小及其分布情况 ,对真空室进行了结构有限元计算 ,获得了 HT- 7U装置真空室在纵场失超情况下的应力云图和位移云图 。

CFETR偏滤器概念设计

偏滤器是托卡马克装置——中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)的核心部件之一,是高温等离子体与材料直接接触的过渡区域。本文在满足CFETR总体设计要求和设计依据的前提下,针对不同的等离子体位型(类ITER和雪花等离子体位型),设计了同一盒体支撑的3种偏滤器结构,即类ITER偏滤器、雪花偏滤器和类ITER-雪花偏滤器,并对类ITER偏滤器结构进行了详细设计,包括第一壁设计、两侧支撑轨道设计、冷却系统设计和抽气系统设计。通过计算磁力线膨胀系数,验证了3种偏滤器结构设计的合理性,为偏滤器结构进一步优化和改进提供了必要的理论依据。