开孔和补强对圆柱壳轴压屈曲的影响分析

  [目的]  早期的圆柱壳轴压屈曲试验结果与理论偏差较大,导致差异的因素较多,其中初始几何缺陷是产生差异的主要因素。  [方法]  文章采用一种专用的轴压屈曲试验平台,可以利用激光位移传感器扫描壳体三维实际形貌。屈曲试验轴压采用液压装置,轴压数据通过称重传感器读取。  [结果]  试验结果表明:开孔降低了圆柱壳轴压屈曲临界载荷,在开孔处插入圆管补强件,提高了圆柱壳轴压屈曲临界载荷。基于壳体形貌实测数据建立了有限元模型,利用Abaqus对圆柱壳、开孔圆柱壳和补强圆柱壳进行非线性屈曲有限元分析。  [结论]  模拟得到的规律与试验规律一致,壳体轴向载荷均是先呈线性增大后减小,开孔圆柱壳轴压屈曲临界载荷最小,含补强件圆柱壳轴压屈曲临界载荷次之,未开过孔的圆柱壳轴压屈曲临界载荷最大。对不同壳体的临界载荷模拟值与试验值进行了比较,其中最小的相对误差只有13.8%。说明运用此方法可以预测壳体轴压屈曲临界载荷,对壳体屈曲设计具有参考价值。     

基于实测数据的电缆桥架有限元模型修正

对电缆桥架有限元模型中螺栓连接的复杂结构进行了简化处理,基于实测数据对电缆桥架有限元模型进行了修正。应用ANSYS有限元分析软件对电缆桥架结构进行模态分析,提取了X、Y向整体振型的第1阶模态频率。为验证模型,设计了白噪声激励试验,利用随机子空间法进行模态识别,得到结构的实测频率。采用虚拟材料弹性模量对螺栓参数进行修正。修正前有限元模型模态频率与实测频率的相对误差X向为1.3%、Y向为26.7%,修正后有限元模型模态频率与实测频率的相对误差X向为0.04%、Y向为2.2%。采用修正后的电缆桥架模型进时程分析,并对模拟结果与实测结果进行了比较,结果表明修正后的有限元模型模拟结果与实测结果吻合较好,能更真实地反映结构动力特征。     

激光扫描法建模在开孔圆柱壳轴压屈曲中的应用

采用激光位移传感器对开孔圆柱壳的三维形貌进行测量,基于实测数据建立有限元模型,利用ABAQUS对不同开孔率的圆柱壳进行非线性有限元分析,模拟结果显示:载荷位移曲线先线性增大,后出现突变,轴向压力迅速减小,轴压屈曲临界载荷随着开孔率增大而减小。对开孔率为5%,10%,15%的圆柱壳进行轴压屈曲试验,试验采用液压装置进行轴压,轴压数据通过称重传感器获得。对轴压屈曲临界载荷模拟值与试验值进行比较,最小的相对误差只有10.8%。说明运用激光扫描法建模进行非线性有限元分析,可以较好地预测开孔圆柱壳轴压屈曲临界载荷。     

基于Simerics MP+的核电厂主给水调节阀流量特性数值模拟

核电调节阀的流量特性是核电厂应用时最为关注的问题之一。文章基于Simerics MP+对核电厂主给水调节阀流量特性进行数值模拟,并与传统通用CFD软件（Fluent软件）计算结果和试验结果进行对比。其结果表明:此核电主给水调节阀相对开度小于70%时,为等百分比流量特性;相对开度大于70%时,接近线性流量特性;Simerics MP+的计算结果与试验结果的相对误差较小,接近调节阀流量特性真实值,证明基于Simerics MP+的方法表现更优。Simerics MP+在阀门动态研究方面具有易实现的优势,可为核电调节阀动态研究提供参考。     

CAP1400反应堆压力容器下降段内气-液逆向流试验研究

为研究真实工况下CAP1400反应堆压力容器下降段气-液逆向流现象,以CAP1400为原型,搭建压力容器下降段高度和直径比为1:1、60°切片的试验台架。试验工质为空气和水,试验研究了不同安注（DVI）供水量、不同气量的气-液两相流动和应急堆芯冷却剂（ECC）旁通现象。试验结果表明,DVI供水量相同时,随着供气量的增加,气-液逆向流现象明显,当质量流速达到4 kg/s及以上时,安注水不能全部进入堆芯;Kutateladze经验关系式和UPTF经验关系式都与试验结果存在较大偏差,不适用于CAP1400压力容器下降段试验;基于试验数据,拟合了新的经验关系式,且通过比较有无DVI挡块的试验数据,验证了DVI挡块可以降低ECC旁通水量,增强安注能力。