论文部分内容阅读
ITER全称International Thermonuclear Experimental Reactor,国际热核聚变实验反应堆,ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克,俗称“人造太阳”。地点设在法国的南部小城卡达拉舍。热核反应堆是利用氢同位素氘和氚的原子核实现核聚变的反应堆。与当前核电站利用核裂变能进行发电相比较,用受控热核聚变的能量来发电具有能量释放大、实验资源丰富、成本低、安全可靠等优点。杜瓦是ITER的最外层部件,是一种大型真空压力容器,为整个聚变实验堆的运行提供真空环境和安全屏障,其质量的优劣将直接影响着将来装置能否正常运行。本课题的意义在于通过对聚变实验堆外真空杜瓦的设计研究,以国际合作为契机,消化吸收ITER外真空杜瓦现有的设计方法。掌握CATIA、ANSYS等设计分析软件的使用以及先进的设计方法和设计理念,评定杜瓦结构在各种复杂工况下的应力强度,为将来设计和研制自己的聚变实验堆建立基础,加强国内相应聚变技术的研究和创新。本文首先根据ITER现有杜瓦模型,进行仔细评估,忽略掉一些对力学特性影响较小的结构,利用三维软件CATIA建立简化的杜瓦模型。其次根据杜瓦结构的实际运行特点,采用有限元分析软件ANSYS,对杜瓦结构进行各种工况下的静力分析,获得杜瓦结构的位移及应力分布云图。然后从动力学角度,对杜瓦结构进行模态分析,获得杜瓦结构的固有频率、振型及在此基础上进行地震谱分析,获得杜瓦结构的地震响应。最后对杜瓦结构进行地震时间历程分析,获得杜瓦结构的地震响应及结构某点位移、速度、加速度曲线。