核电厂堆芯支承下板热处理工艺优化设计

堆芯支承下板起到支承燃料组件的作用,其表面不平度对燃料组件安全运行至关重要。工程中堆芯支承下板局部热处理后发生了不平度超差问题,因此亟需开展热处理工艺优化设计,避免再次发生类似问题。通过建立堆芯支承下板与吊篮的热处理数值模型,获得热处理后的表面不平度结果,并进一步开展了堆芯支承下板热处理工艺优化设计,为后续产品的热处理工艺制定提供了指导。     

反应堆堆芯支承下板热处理变形超差机理研究

堆芯支承下板起到支承燃料组件的作用,其表面不平度对燃料组件安全运行至关重要。工程中堆芯支承下板局部热处理后发生了不平度超差问题,因此亟需揭示其超差机理,避免再次发生类似问题。通过建立堆芯支承下板与吊篮的热处理数值模型,获得了热处理过程中的温度场和结构场分布,并开展了实验验证;基于验证的模型,首次揭示了堆芯支承下板局部热处理不平度超差的机理,为后续产品的热处理工艺优化提供了依据。     

反应堆堆芯支承下板结构完整性评定

作为反应堆堆内构件中一个重要的堆芯支承结构,堆芯支承下板在反应堆服役期间将承受多种载荷的作用。为了保证其在设计寿期内的结构完整性,需要根据ASME锅炉与压力容器规范(BPVC)第Ⅲ卷NG分卷,对其开展相关的应力分析和评定。应用ANSYS有限元软件建立堆芯支承下板及其连接部件的三维有限元模型,通过静力分析、瞬态温度场分析和瞬态热应力计算,分别得到机械和热载荷作用下的应力分布,最后根据ASME BPVC第Ⅲ卷NG分卷开展对堆芯支承下板的结构完整性评定。     

核电站堆芯吊篮振动频率下降研究

通过分析堆外中子噪声,识别堆芯吊篮振动频率并跟踪其变化,发现在核电站运行期间,同一个燃料循环周期内的堆芯吊篮梁型振动频率呈下降趋势,核燃料更换后的下一个燃料循环初期,频率恢复到前一个燃料循环初始值附近。对堆芯吊篮进行静力学分析,以确定其潜在的影响因素。建立压水堆内部构件的装配体模型并采取摩擦接触方法,以综合考虑堆芯吊篮法兰处的力学约束。采用流固耦合法将冷却剂对堆芯吊篮的作用力映射到堆芯吊篮结构上,并采取有限元法对堆芯吊篮进行了预应力模态分析,得到了堆芯吊篮梁型振动频率下降的原因和机理。结果表明：堆芯吊篮梁型振动频率的下降是由燃料组件压紧弹簧刚度的退化引起,随着燃料组件压紧弹簧刚度减少,轴向预紧力不足以补偿冷却剂作用力,堆芯吊篮法兰出现位移,接触刚度降低,导致模态频率的下降。     

“华龙一号”核反应堆堆芯板的制造

"华龙一号"核反应堆堆芯板位于压力容器的吊篮筒体中,与燃料组件定位销组装后用于定位反应堆燃料组件,并在核反应堆运行时限制燃料组件位移。介绍了堆芯板的技术要求与材料特性,论述了堆芯板的制造流程,分析了制造难点与应对措施。     

超大型容器牛眼式局部焊后热处理模拟分析与工程应用

大型容器插入板与筒体传统牛眼式局部焊后热处理易发生开裂,通过有限元模拟方法分析了大型插入板与筒体焊接接头焊后热处理过程,探讨了整圈一次加热、整圈一次加热+垂直焊缝加筋板、整圈一次加热+垂直焊缝加筋板+辅助加热3种热处理工况的应力和变形情况,采用优化的焊后热处理工况进行了工程实施应用。结果表明,垂直焊缝布置加筋板可以显著改善焊后热处理过程中焊接接头及其周边区域的残余应力和变形;筋板高度和长度越大,残余应力和变形降低效果越好。研究结果为超大型容器大尺寸插入板牛眼式局部焊后热处理的工程应用提供了一种解决方法。     

支承辊热处理残余应力研究现状

介绍热处理基本残余应力的形成及状态,影响热处理过程中残余应力大小及分布的因素,以及目前通过表面残余应力预测支承辊内部残余应力的方法。     

TC4钛合金薄板激光焊接变形的有限元模拟

建立了TC4钛合金薄板激光焊接模型,采用有限元方法分析了板宽对焊接残余应力及失稳变形的影响。结果表明:最高纵向残余拉应力出现在焊缝中心两侧的热影响区;随着板度增大,平均残余压应力和临界失稳力降低;沿着焊接方向的钛合金薄板失稳变形程度随板宽的增加而减小,而垂直于焊接方向的失稳变形程度随板宽的增加而增大;当板宽为120mm时,其失稳变形程度呈马鞍形分布,当板宽为320mm时,马鞍形变形分布特征消失;钛合金薄板失稳变形的z向位移试验值与模拟结果的相对误差为8%,证明模拟结果较准确。     

CF—62钢焊缝残余应力测试

对４４ｍｍ厚的ＣＦ－６２钢宽板和窗形拘束板焊缝的残余应力测试和结果基本代表了球罐的实际焊接残余应力状况，同时通过对宽板和窗形拘束板各种状态下焊接残应力测试表明，焊缝余高打磨、预加载等措施对降低焊接残余应力都有一定作用，而热处理的效果相对较好。     

蒸汽发生器管子管板内角环焊残余应力数值模拟研究

应用ANSYS有限元软件,对核电蒸汽发生器管子管板内角环焊残余应力进行数值模拟研究。在研究中,建立三维有限元模型,基于ANSYS参数化设计语言实现带状温度热源的逐步加载和计算,得到焊接接头处残余应力分布规律,分析相邻管子先后焊接对焊接区残余应力的影响,并模拟出不同热处理温度下的残余应力。研究结果表明,管子管板焊接最大径向和环向残余应力出现在焊缝熔合区,最大轴向残余应力出现在管子内表面热影响区。相邻管子先后进行焊接时,后焊管子温度场的作用会使先焊管子焊接区域的残余应力减小。当热处理温度为600℃时,可以有效减小焊接区的残余应力。     

钛合金TC11毛坯热处理过程数值模拟

毛坯残余应力对零件加工变形有重要影响.为了显示钛合金TC11毛坯热处理过程后的残余应力状态,利用三维有限元模型对钛合金TC11的热处理过程进行了数值模拟,并研究了热处理数值模拟过程中材料本构关系、热传导等关键技术.通过数值模拟获得了热处理过程中温度的变化、残余应力的分布及最后冷却后的残余应力状态.     

残余应力作用下的航空整体结构件加工变形仿真

铝合金预拉伸板在成型过程中会产生较大的残余应力,在切削过程中毛坯的初始残余应力的释放对整体结构件的宏观变形有重要的影响。在弹塑性力学的基础上,综合运用Hypermesh和ABAQUS建立残余应力单因素作用下的三维铣削仿真加工变形场的有限元模型,利用生死单元技术模拟了材料的去除,分析了铝合金板材材料去除过程中残余应力释放引起的加工变形规律。并且运用Hypermesh提高了有限元前处理的速度,解决了复杂模型的残余应力加载困难与单元去除困难的问题。     

压路机压轮焊接变形和残余应力的有限元模拟

基于热弹塑性理论,借助有限元分析方法,建立了压路机压轮的有限元模型,模拟了压轮焊后的变形和残余应力分布;采用盲孔法测试了压轮的残余应力,并与模拟结果进行了对比。结果表明:两封口板发生焊后变形呈外凸状,最大变形量为5.732mm;压轮焊后起收弧位置和焊缝位置的残余应力大,应力峰值为416.40 MPa;随着距卷圆板自由边距离的增大,卷圆板直焊缝中心位置的残余应力先增大后减小再增大,残余应力测试值与模拟值较吻合,证明了模拟结果的准确性。     

重型燃气轮机支承座热态自适应对中机理

透平端支承是重型燃气轮机轴系设计中的重要组成部分。基于流固耦合的有限元法研究切向支承座的热态自适应对中机理。运用Pro/Engineer软件分别建立切向支承、扩压器、高温燃气和冷却气体的3维模型。然后结合支承座的结构特点和流体的物性参数,通过定义流固耦合接触界面,进行计算流体动力学(Computational fluid dynamics, CFD)计算,最后将得到的固体温度场作为热载荷传递到ANSYS软件中进行结构分析,得到切向支承的热变形和热应力场,并选取支承座8个检测点的变形量进行对比。结果表明,机座在热载荷下产生的变形通过切向支承板使轴承座发生强制性旋转,从而减小了中心标高的偏离,实现了热态下的自适应对中,为今后支承座的优化设计和试验研究提供了重要参考依据。     

大型光学镜子的结构、支承及重力变形计算方法

本文从力学观点出发对大型光学镜子的结构、支承及重力变形进行了分析归纳。提出了支承设计的某些原则和方法。特别详细地讨论了镜子重力变形的圆板分析解,结出了多点支承的、具有中央圆孔的圆板变形解法,最后介绍了镜子变形计算的数值分析方法。     

大载荷高处作业吊篮悬挂装置力学分析计算

论文以自行研发设计的ZLP3000大载荷高处作业吊篮（简称吊篮）为原型,建立悬挂装置的简化力学模型,利用弯曲变形理论,分析悬挂装置在预紧和承受极限工作载荷两种工况下的力学特性,研究了吊点位置对钢丝绳受力的影响．为大载荷高处作业吊篮悬挂装置的结构优化分析提供了分析方法。     

减少精密导轨热处理变形的措施及稳定化处理

通过对光刻机与激光精密工作台中的氮化钢与轴承钢制造的七种精密导轨进行油浴时效,氨气、氢气与低真空保护的消除应力退火试验,得出了真空退火可充分消除机械加工的残余应力,并减少导轨最终热处理的变形的结果。在温度520～560℃低真空下或氢气保护下,加压校正可减少导轨的弯曲变形。冷热循环处理和工序间的热时效,可降低并稳定工件内的残余应力,从而可减少导轨在精加工中以及工序周转与存放期间的变形。通过对导轨热处理变形的原因和影响因素的分析,提出并采取了减少变形的措施。     

关于逆向车削加工细长轴误差的力学分析

针对细长轴车削加工，分别在两种不同装夹条件下(一端卡盘夹紧、一端顶尖支承和两端顶尖支承)进行正向切削和逆向切削时的工件变形进行了力学分析，建立了正逆向切削工件在切削力作用下产生弯曲变形的解析模型。具体算例表明：逆向切削时工件的弯曲变形以及由此引起的加工误差远小于同等条件下正向切削的变形和误差。该模型及分析结果可用于细长轴加工的工艺设计。     

焊接后后热处理对焊接残余应力的影响研究

焊接后后热处理是一种新的降低焊接残余应力的技术,试验采用了焊接后后热处理的方法,对三块Q235试板采用相同的焊接参教分别进行室温正常焊接,300℃,500℃预热焊接并进行焊后保温,然后在用小盲孔法测量焊接残余应力.我们通过对所得数据分析后,发现进行后热处理的试板焊接残余应力大大的降低了,并且后热处理的温度越高,焊接残余应力降低的幅度越大.试验证明焊接后后热处理能够有效的降低焊接残余应力,提高焊接的性能.     

焊缝金属的屈服强度和材料的加工硬化对Q345钢焊接残余应力与变形计算精度的影响

建立合适的材料模型是有限元法准确预测焊接残余应力与变形的关键.基于有限元软件ABAQUS,采用热-弹-塑性有限元方法模拟Q345低合金高强钢平板对接接头的焊接残余应力与变形,探讨焊缝金属的屈服强度和材料的加工硬化对焊接残余应力和变形的影响.数值模拟结果表明,与理想弹塑性模型预测的结果相比,材料模型区分考虑母材和焊缝金属的屈服强度会明显增加焊缝及其附近区域的纵向残余应力,材料模型考虑材料的加工硬化及退火软化效应会显著增加焊接接头下表面的纵向和横向残余应力,材料模型考虑焊缝金属的屈服强度和材料的加工硬化及退火软化效应对平板对接接头角变形的影响较小.比较计算结果与试验结果可知,为准确地预测Q345钢接头焊接残余应力与变形,材料模型要区分考虑母材与焊缝金属的屈服强度、材料的加工硬化及退火软化效应.提出的材料模型为采用数值模拟方法高精度地获得Q345低合金高强钢接头或结构的残余应力与变形奠定了理论基础.