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核科学与工程2024年第02期:基于有限元法的核电厂防异物堵板分析与优化

来源:期刊VIP网 时间:


作者:裴石磊;郭轶波;黄帅;王晨;毛金城;

单位:福建福清核电有限公司;中核武汉核电运行技术股份有限公司;武汉工程大学;

摘要:为探究不同材料蜂窝结构堵板对核电厂作业工况的减重效果与相应的力学性能,借助有限元分析软件(ANSYS)分别对各个材料以实心堵板、蜂窝堵板和空心结构堵板进行静态变形计算与评定和动态仿真分析。首先进行静态载荷分析,对堵板的关键部位施加法向垂直荷载模拟工作中持续荷载;对堵板采用动态冲击仿真分析与实验,比较了五种材料的三种不同结构堵板主要受载荷部位的变形影响;通过冲击仿真,对比动力学冲击形变量与塑性变形量,判断不同材料的力学特性以找到选取最优解。结果表明:在施加静态载荷与动态冲击时,蜂窝结构堵板的减重效果最佳,在不同的加载条件下性能最好;7010铝合金重量轻,承载能力强,能很好地吸收冲击,更适合应用于核电厂堵板。采用7010蜂窝铝板,综合加工工艺优化与样件实验,堵板重量由19.3 kg降低为13.2 kg,极大地提高了产品的实用性。

关键词:仿真分析;;有限元;;优化;;核电厂;;防异物堵板

基金资助:湖北省自然科学基金(2019CFB814)