示范快堆非能动棒驱动机构可靠性指标验证研究

示范快堆非能动棒驱动机构是非能动停堆机构的组成部分之一,用于在反应堆启动时提升非能动棒。非能动棒驱动机构的可靠性验证采用定数试验的方法。由于相关标准在适应性方面存在部分问题,基于相关概率统计理论,推导得出非能动棒驱动机构可靠性验证的统计试验方案,并且制定适宜的试验剖面。试验统计结果满足验证方案的接收准则,设备可靠性水平高于指标要求的置信度为70.3%。

控制棒驱动机构钩爪组件衔铁冲击性能研究

控制棒驱动机构的运动主要由于钩爪组件的运动完成,钩爪部件冲击疲劳失效是钩爪组件的主要失效形式。驱动机构每运行一步,衔铁吸合、释放均发生冲击,驱动机构全寿期运行步数达1000万次以上,频繁撞击将导致零件发生冲击疲劳断裂。在钩爪组件冲击疲劳分析中,冲击载荷计算准确性直接影响分析计算准确性,而冲击载荷与冲击接触时间密切相关。因此,应针对驱动机构特定冲击结构,开展冲击试验研究,获得冲击接触时间、冲击接触过程速度-时间曲线,开展驱动机构冲击载荷计算,建立冲击疲劳失效模型,为驱动机构数字样机研制、驱动机构寿命评估提供基础数据。

控制棒驱动机构关键耐磨件磨损机理分析及试验研究

在核电站压水堆中,控制棒驱动机构(CRDM)是控制反应堆功率和维持反应堆安全的核心设备,属于核安全一级设备。其中,钩爪销孔与钩爪轴、连杆轴是重要的耐磨部件,影响核电的服役寿命和核电安全性。通过对氧乙炔堆焊、增材制造、手工TIG堆焊等不同工艺制备的钴基合金零部件,开展不同法向载荷、位移幅值和循环次数等参数下的摩擦系数、摩擦体积和磨痕微观形貌分析,获得零部件的耐磨性能差异对比,为不同工艺参数制备的零部件的使用提供数据支撑。

飞行器机翼变形驱动机构研究

为了优化飞行器气动特性,提升飞行效率,研究用于连续变弯度机翼的多级连杆驱动机构。采用ANSYS流体分析功能研究最大弯曲角度下变弯度机翼的气动特性;采用ANSYS静力学分析功能研究极限载荷条件下驱动机构的结构强度;并通过仿真分析与样机测试对驱动机构的运动情况进行研究。研究结果表明:变形机翼获得升力系数为1.4,所受最大气流动压1 078 Pa,小于下表面屈服气流动压4 916 Pa;驱动机构所受最大应力37.3 MPa,小于结构屈服强度55.2 MPa;机翼弯曲变形角度可达±25°,满足了飞行器对改善飞行特性方面的需要。

基于振动信号的控制棒驱动机构滚轮早期故障诊断研究

针对现有研究未充分关注控制棒驱动机构(control rod drive mechanism,CRDM)的早期故障诊断问题、很难将故障特征定位至具体部件以及人工引入的故障样本与装备实际故障特征存在差异等不足,提出了一种基于振动信号的CRDM滚轮早期故障诊断方法:首先,利用寿命考核试验时机采集了某密封磁阻马达式CRDM的滚轮全寿命振动信号,基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和Hilbert变换方法进行解调分析,获得与滚轮退化状态相关的模态成分;然后,采用时、频域分析方法获得了11个能够直接表征CRDM滚轮磨损状态的特征量,并根据退化趋势提取出与实际故障特征高度吻合的早期故障样本;最后,分别基于BP神经网络和支持向量机两种方法实现了CRDM滚轮早期故障的多特征智能诊断。结果表明:提取的滚轮早期磨损故障样本与实际运行过程保持了较好的一致性,证明所提CRDM滚轮早期故障诊断方法具有较强的工程应用价值。

太阳翼驱动机构对卫星姿态扰动特性评估

为了研究太阳翼驱动机构(solar array drive assembly,SADA)对卫星平台姿态的扰动特性,建立了考虑SADA驱动太阳翼旋转的整星姿态动力学模型,设计了一种测量SADA带载运动特性的试验方案。通过试验得到了SADA驱动负载的运动特性曲线,对试验数据进行拟合得到了SADA带载驱动的传递函数。将拟合的SADA运动模型代入到整星姿态动力学模型中进行仿真,得到了考虑SADA运动时的卫星姿态控制指标。基于SADA的运动特性和安装方式,设计了将两台SADA驱动信号的相位交错180°的扰动抑制策略。仿真验证了该策略对SADA运动的扰动抑制效果,具有良好的工程应用价值。

控制棒驱动机构楔形迷宫密封组件设计与密封性能研究

控制棒驱动机构(CRDM)与压力容器管座之间通常采用焊接连接,针对堆芯换料导致的拆卸不便以及二次焊接时密封性能变差等问题,对控制棒驱动机构的连接形式进行了研究,提出了一种便于维修和利于拆卸的楔形迷宫密封结构。首先,引入了迷宫密封的设计理念,加入了楔形密封结构,采用钢制压力容器的设计标准,计算了工况下控制棒驱动机构所需的最小壁厚和热压载荷耦合作用下的临界屈服温度;然后,应用有限元方法模拟了C形环工作状态,研究了金属C形环的回弹特性及密封面状态;最后,针对楔形迷宫密封组件开展了泄漏率试验和热循环试验。研究结果表明:工况下的最小壁厚为10 mm,临界屈服温度为72.5℃;C形环尺寸越大,最大线比压值越小,密封面的贴合程度越高;楔形迷宫密封组件的泄露率小于1.0×10-6 Pa·m 3/s,能够满足多次拆卸工况下的密封要求。

压水堆控制棒驱动机构传动部件磨损研究现状

在压水堆核电站中,控制棒驱动机构(CRDM)是实现反应堆启动、调节功率、保持功率、正常停堆和事故状态下的紧急停堆的关键设备,其可靠性直接关系到核电站的运行安全,磨损是该机构失效的主要形式。压水堆CRDM所用传动部件主要有磁力提升钩爪式和丝杠滚珠式,磨损失效是传动部件主要的失效形式。目前针对CRDM传动部件磨损的研究进展缺乏系统地分析或综述。本文介绍了CRDM传动机构的结构和运动形式,阐述了CRDM传动机构的材料选型与未来研究方向,并概述了核电行业中的CRDM传动机构的磨损研究进展,最后讨论了两种机构基于不同理论的磨损预测模型,并对CRDM传动机构材料的未来研究方向进行展望。

排岩机输送系统驱动机构模糊故障分析

排岩机皮带输送系统具有高运速、变倾角、运量大、且物料波动大的特点,因此在使用过程中故障时有发生,对故障的合理预估有助于实施主动维护,缩短维修时间,避免发生恶性大事故。在故障数据少而产生较大不确定性的情况下,本文对排岩机带式输送机驱动机构进行了故障树分析,求取了机构迄今为止的故障率和重要度指标贡献率,找出了高频失效零部件受料臂子系统左侧尼龙柱销等,继而对机构了进行可靠性评估与分析,评估结果可靠度为0.37,远低于工程应用要求,分析了可靠度低的原因并提出了对机构中一些对零部件设计与维修的注意事项,为后续维修性分析并实施主动维修提供技术指导。

基于运动合成的旋转变速运动建模及其驱动机构演变

为满足织机开口运动停—升—停的工艺特性及其动力学性能,提出一种基于运动合成的旋转变速运动规律构造方法。从组合机构角度提出旋转变速运动驱动机构及其演变,建立不同驱动机构的相对运动传递函数模型。采用目标优化法对旋转变速机构尺寸参数进行设计,在相同的中心距半径和转子臂初始位置的情况下建立优化函数并进行求解。仿真结果表明:偏移系数是影响旋转变速运动的关键参数,且变速运动静止时间、相对位移和速度峰值随偏移系数增加而减小;传递函数是影响旋转变速机构运动特性的重要参数,当偏移系数为0.4147时,随传动比的减小,转子臂相对位移减小,同时影响旋转变速机构凸轮特性,传动比大于0.9后不能满足旋转变速机构约束条件;用导杆滑块机构和铰接四杆机构对齿轮机构进行代换,可近似实现变速规律相对运动的传递,其传动误差分别为0.010、0.003 rad;通过减小中心距对铰接四杆机构重新优化可以提高旋转变速机构传动性能,满足高速运动需求。

驱动机构活塞杆断裂分析及工艺优化

针对某次翼片展开试验中驱动机构活塞杆出现断裂的情况,对活塞杆逐步进行了实验检测、仿真复现、工艺分析及优化验证,明确了活塞杠发生断裂的原因。结果表明,断裂是由于40Cr热处理工艺不到位导致了活塞杆心部与表面硬度差距过大,从而导致实际强度不足,在高应力冲击下活塞杆最薄弱位置发生了拉伸断裂。对产品工艺、检验方法进行优化改进,采用亚温淬火工艺进行热处理,可有效解决该问题。

拟人机器人手多指欠驱动机构研究

欠驱动机构具有增加抓取稳定性、降低控制难度等优点得到广泛研究。与实现单个手指的多关节动力传递的传统欠驱动机构设计思想不同,提出了一种新型多指欠驱动机构。该机构利用设置于关节轴上的扭簧实现了单个电机对多个手指根部的驱动。经分析,给出了该机构的主要参数设计原则。该机构可以作为拟人机器人手的食指、中指、无名指和小指的根部关节,使机器人手在抓取物体时,四个手指能够自动适应不同形状和尺寸的物体,产生适当的抓持力,抓取稳定性高,控制容易。

核电站控制棒驱动机构Canopy焊缝组织和性能研究

试验采用专用自动TIG焊机焊接核电站控制棒驱动机构Canopy焊缝,选用机械加工Y形环作为填充材料,研究Canopy焊缝组织和性能。结果表明:通过自动TIG焊,机械加工Y形环熔成的Canopy焊缝,成形良好,宽度适中,焊缝与母材冶金熔合良好;焊缝组织主要由板条状或骨架状铁素体与快速凝固的柱状奥氏体组成;经23.1~23.3MPa水压试验,Canopy焊缝表面无渗漏,无可见变形;维氏硬度结果表明:焊缝硬度在210HV左右,焊缝硬度分布均匀。该研究为核电站控制棒驱动机构Canopy焊缝用机械加工Y形环提供了宝贵的经验。

DN650放散阀驱动机构及密封结构改进

梅钢炼铁厂现有一座1280 m^(3)(二号)、一座3200 m^(3)(四号)和一座4070 m^(3)(五号)高炉,三座高炉炉顶均设有DN650放散阀,其中二号高炉炉顶装备两台,四、五号高炉炉顶各装备四台。高炉冶炼简单来说是铁矿石和焦炭在炉内通过高温(≈1200℃)和高压(≈260 kPa)发生化学还原反应的一个过程。DN650放散阀安装在高炉炉顶顶部,与炉内相联通,在高炉正常生产过程中处于关闭状态,起到稳定炉内压力的作用;在高炉休风期间处于打开状态,起到释放炉内压力便于设备检修的作用。由于DN650放散阀与炉内相联通,在高炉正常生产过程中,一旦该阀门出现泄漏,就会直接造成高炉生产中断,高炉被迫休风的同时还会造成大量煤气外泄,给高炉生产区域的人员安全带来极大威胁;在高炉休风期间,如果该阀门不能正常打开,高炉本体区域检修施工作业就不能进行,影响整个高炉的定修时长。由此可见,高炉炉顶DN650放散阀工作状态的稳定与否是高炉安全运行、稳定生产、定修期间检修项目有序顺利实施的关键。

基于OpenCV的核电站控制棒驱动机构管口识别技术研究

本文研究了基于OpenCV的核电站控制棒驱动机构管口识别技术,在核电站反应堆压力容器顶盖的在役检查过程中,利用机器视觉技术实现控制棒驱动机构(CRDM)的管口自动识别具有重要意义。本研究使用OpenCV计算机视觉库,采用灰度化处理、滤波处理对图像进行预处理,通过霍夫变换算法实现管口的识别,以期提高反应堆压力容器顶盖检查的检测效率,缩短检测时间,为反应堆压力容器顶盖检查系统的自动化控制工作提供有效参考。

中国先进研究堆控制棒驱动机构定型样机试验验证

中国先进研究堆(CARR)是一座轻水冷却、重水慢化、反中子阱型多用途研究堆。该堆采用全封闭的可动线圈磁力连接控制棒驱动机构。在CARR原驱动机构和1#、2#改进型原理样机的基础上,设计了基于2.5 mm厚度密封筒的改进型驱动机构,加工了用于定型验证的定型样机,设计加工了相关的试验台架,对定型样机的性能进行了严格的试验验证。

控制棒驱动机构工作线圈在线寿命评估方法研究及算法实现

现有压水堆控制棒驱动机构通过定期测量工作线圈进行电阻或绝缘电阻的方法,只能提供有限的监测和诊断信息,无法对工作线圈的性能变化过程进行完整评估。基于现有控制棒驱动机构工作线圈热寿命方程,研究并设计一套可用于开展工作线圈在线寿命评估的方法;通过采集线圈工作电压及工作电流,获得实时的工作线圈电阻,并换算为工作线圈实时工作温度,将实际工作时长折算为工作线圈热寿命消耗时长。最终达到对控制棒驱动机构工作线圈进行在线寿命预测及评估的目的。

壁挂式空调闭合导风板驱动机构研究

根据齿轮与齿条内啮合传动原理,研究了壁挂式空调闭合导风板驱动机构的推出与收回运动。详细分析机构受力与力矩特性之后建立了相应的设计计算理论,基于本文提出的理论,计算了八个设计方案的理论值并与实验测试数据对比。采用偏差分析法,有力证明了理论指导设计的有效性,并给出了几个重要的设计指导意见。

空间飞行器展开与驱动机构研究进展

空间飞行器展开与驱动机构是空间飞行器机构领域的一个重要组成部分。随着我国航天技术的发展,该项技术有了长足进步,对其设计方法和具体工程问题的研究也日渐深入。本文概述了空间飞行器机构的分类与构成,对展开与驱动机构的国内外研究概况进行了分析。结合工程应用,提出了在系统任务分析与设计中的力矩(力)裕度、精度分配、机构非线性、阻尼控制、热匹配、空间润滑、可靠性分析与试验七个典型工程问题。对这些问题逐一分析了其性质、作用及其对系统的影响,探讨了其研究内容和研究方向。展望了我国空间飞行器展开与驱动机构的发展前景。

太阳翼驱动机构的模糊动态故障树分析

作为航天器重要的组成部分之一的太阳翼驱动机构,故障频发,它的可靠性研究凸显出重要的价值。根据太阳翼驱动机构的组成和工作原理,建立了相应的动态故障树。考虑到现实中太阳翼驱动机构的故障现象、故障状态与故障原因等存在着大量的不确定性,将模糊集理论引入动态故障树分析中,采用三角模糊数表示太阳翼驱动机构故障树的各个底事件的失效参数,将截集理论与区间运算相结合,对太阳翼驱动机构进行模糊动态故障树分析,从而得到系统的顶事件模糊发生概率与各个底事件的模糊概率重要度,并对模糊概率重要度进行分析,得出太阳翼驱动机构中的关键部件为系统中的轴承及谐波减速器,找到了系统的薄弱环节。