ITER真空室中子屏蔽组件的热—静力学有限元分析

根据ITER(InternationalThermonuclearExperimentalReactor)真空室中子屏蔽组件的设计概念和结构特点,应用有限元分析软件ANSYS对结构组件进行静力学分析和热—结构耦合分析。有限元计算结果表明,等离子体中心破灭事件(centraldisruption27msec——CD27ms)下的巨大瞬间电磁载荷对其产生的应力与变形远小于真空室温度环境造成的应力影响,尤其在接触应力计算上表现最为明显。因此,根据强度分析的结果重新对中子屏蔽组件的结构方案进行修改,分析结果表明改进后的结构更加合理。

ITER真空室中子屏蔽组件的结构动力学有限元分析

为考察ITER真空室中子屏蔽结构组件对选址地法国Cadarache地震加速度频谱的单点响应情况,根据ITER真空室中子屏蔽组件的设计概念和结构特点,建立了组件结构的有限元分析模型。应用有限元分析软件ANSYS对组件进行了结构模态分析,并基于其结果进行了模态叠加。分析发现,组件结构的低阶振型与高阶振型有差异,且结构与低阶频率发生响应,但引起的位移与应力在允许的范围之内。结果表明,装配体结构更能适应结构抗震性的设计要求。仿真计算的结果为组件结构的优化设计和下一步的工程实现提供了可靠的依据。

ITER真空室内屏蔽结构的虚拟设计

介绍了ITER(国际热核聚变实验堆)真空室内屏蔽结构的特点,提出了内屏蔽结构的虚拟设计体系结构模型。利用参数化技术完成了屏蔽单元的实体建模,应用有限元分析方法进行了结构分析,为优化设计提供了依据。基于虚拟装配平台实现了屏蔽单元的实时修改、信息检测及内屏蔽结构的装配仿真,实现了大型装置结构的虚拟产品化。

基于模块化设计的ITER真空室中子屏蔽结构组件数字化

ITER真空室中子屏蔽结构为多组件结构体。根据真空室双层壳体之间的空间结构和平面结构特征,运用模块化设计概念和相关的CAD设计软件,提出了基于位置特征和结构特征的零件标签设定方法,并将设计信息库、屏蔽组件实体库及其结构仿真形成一个完整的数字化设计系统,并发展了虚拟装配技术。结果,建立了可供编辑管理的数据信息库和实体模型库,实现了设计过程的信息化和设计结果的数字化,为今后其他大型、复杂装置的多零件系统产品数字化提供了一个很好的范例。

基于动态应变能的ITER真空室损伤检测

为研究结构存在多处缺陷时的固有振动特性变化,以及在等离子体破裂时瞬态电磁力作用下的真空室结构动态响应变化,采用"刚度下降法"建立ITER等离子体真空室(Vacuum Vessel,简称VV)单层封闭壳体微损伤的简化模型,提取对微小损伤敏感的动态应变能变化率作为损伤标识量。同时采用了一种"以平代曲"的损伤定量定位直观展开方法,有效地实现了VV单层封闭壳体不同部位多缺陷的定量检测。

FJ中子屏蔽层设计及虚拟装配

基于单元块的概念设计,对FJ中子屏蔽层进行了空间布局,并提出命名方法。基于真空室扇区与扇区接口确定的虚拟设计空间,将三维模型特征数字化。通过反求设计方法,对FJ中子屏蔽层进行了结构设计。为缩短设计周期,提高设计效率,采用了骨架建模和Instance建模方法。同时,对FJ中子屏蔽层进行了虚拟装配。