旋转机械转子弯曲频率的可靠性设计

本文将可靠性设计理论引入到一种旋转机械转子的振动设计中,以工程上常用的振动设计方法为基础,对其转子的弯曲频率进行了可靠性设计.利用传递矩阵法与蒙特卡罗模拟法,对转子的弯曲频率进行了统计计算,确定了弯曲频率服从正态分布.根据应力-强度干涉模型推导出固有频率为正态分布、激振频率为定值的避开共振可靠度的计算公式.计算出该转子的避开共振可靠度为0.999985,结果表明,该转子弯曲频率的设计是合理的,发生共振的可能性极小.     

旋转机械小轴疲劳强度可靠度计算

通过对小轴疲劳试验、整机机电试验和整机抗震试验的试验数据进行总结,给出小轴弯曲应力和疲劳强度的分布曲线,经x2检验,二者均服从正态分布.针对疲劳交变应力产生的不同原因,综合考虑正常和事故状态两种情况,采用应力-疲劳强度干涉理论计算出小轴疲劳强度可靠度.计算结果表明,旋转机械小轴疲劳强度具有非常高的可靠度,满足设计要求.     

高速旋转机械转子发黑层热老化寿命研究

用热老化试验方法研究了高速旋转机械转子发黑层的使用寿命.对于以发黑层粘接力为功能性指标的热老化试验,推导出了不同使用温度下的发黑层寿命方程为,logτ0 5=-8.576+5.899×103/T.对于以发黑层辐射系数为功能性指标的热老化试验表明,发黑层的热辐射系数在热老化过程中基本没有变化.上述结果表明,发黑层的寿命完全能够满足安全使用10年以上的要求.     

核级先导式安全阀可靠性分析与设计研究

首先针对稳压器先导式安全阀定型产品开展了可靠性模型研究和分析,在此基础上,采用传统机械设计方法完成了新型先导式安全阀的初步设计,然后针对初步设计,逐步开展机械可靠性设计与分析的工作项目。最后,针对工程样机进行了可靠性研制试验和可靠性分析评价研究。按照指数分布统计试验计算得到的平均寿命的单侧置信下限θL≈5635次(置信度为95%),满足平均寿命的指标要求。按照二项分布的可靠度单侧置信下限计算公式,得到安全阀动作成功率的置信下限为RL=0.99969(置信度为95%),满足可靠性指标要求。     

核动力装置可靠性设计与分析

在新型核动力装置反应堆及一回路系统研制过程中,贯彻了可靠性设计的思想,开展了必要的可靠性工程活动,运用可靠性维修性设计与分析技术,针对一代产品的运行经验和信息反馈,采取了若干故障预防措施,对提高系统和设备的可靠性水平起到了积极的作用.     

HTR-PM控制棒组件机械可靠性分析

运用机械可靠性理论,利用力学仿真分析高温气冷堆示范工程——球床模块式高温气冷堆核电站（HTR-PM）控制棒组件的受力情况和薄弱区,识别出其薄弱区位于控制棒组件连接头位置;基于概率断裂力学的可靠度-寿命计算方法,结合辐照对疲劳寿命模型的影响,并考虑所受应力情况,建立可靠度-寿命模型,计算HTR-PM控制棒组件在辐照减弱系数为0.7时的可靠度-寿命。计算结果表明,可靠度水平为0.99时,HTR-PM控制棒组件寿命约为15万次动作循环,辐照对控制棒组件寿命影响较大。本研究可为HTR-PM控制棒组件设备可靠性管理提供参考。      

基于失效物理的核电厂旋转滤网驱动齿轮可靠性研究

基于失效物理可靠性理论,利用瞬态动力学方法仿真旋转滤网驱动齿轮三种运行工况下受力情况,识别齿轮应力薄弱位置为齿根位置,三种工况下齿根等效应力基本相同,基于应力-强度干涉理论的可靠度疲劳寿命计算方法,计算驱动齿轮的可靠寿命,运用Miner线性损伤累积理论建立可靠运行工况与周期计算的约束方程,为设备预防性更换周期制定提供输入。结果表明可靠度为0.95时,齿轮2个换料周期更换合理安全,可延长至4个换料周期,齿轮的疲劳损伤与转速正相关,应严格监控齿轮中高速运行时间。     

核电主设备接管分析法设计一次应力可靠性分析

分析法设计是核电主设备设计的主要方法之一。该方法将结构设计或评定中各输入参量进行偏于安全的假设,以安全-不安全定性反映主设备设计的结构完整性状态。本研究在确定性分析法设计的基础上,利用可靠性分析方法,综合考虑结构设计或评定中涉及的不确定性因素(如结构几何、材料中的输入不确定性等),建立各种失效模式下的极限状态函数,基于概率统计理论求得结构在给定条件下的失效概率或可靠度,并进行相关参数的敏感性分析。以失效概率的形式定量反映部件的结构完整性状态,研究方法对可靠性理论在ASME核电规范与标准的分析法设计中的应用具有积极意义。     

基于变分模态分解和互相关分析的旋转机械信号降噪研究

为了提取核电旋转机械轴振信号中的有效成分,本文基于小波阈值去噪法、变分模态分解和互相关分析法,提出了一套适用于轴振信号降噪的流程并进行了验证。首先,使用小波阈值去噪法对原始轴振信号进行预处理,以减少高频噪声的影响,提高模态分解的精度。其次,使用变分模态分解对预处理后的轴振信号进行分析,将得到的各个模态函数分量与预处理后的轴振信号之间进行互相关分析,并根据预先设定的系数阈值完成有用信号主导的模态函数分量的筛选。最后,通过信号重构得到降噪后的轴振信号。依据模拟轴振信号的降噪结果可知,与经验模态分解和集合经验模态分解法相比,基于变分模态分解法得到的降噪后信号含噪声更少,降噪效果更优。     

基于退化失效模型的旋转机械寿命预测方法

退化失效模型与传统可靠性预测的根本区别在于,不论在统计推断还是寿命分布拟合过程中,可以充分利用退化数据提供的更多过程和寿命信息,能较准确地进行具有耗损特性的机械产品的寿命预测.针对旋转机械运行过程中强度破损失效模式,本文利用正态随机过程模型描述其退化失效过程,进行了旋转机械的寿命预测方法研究.通过分析加速寿命方程与退化失效模型的关系,考虑到加速寿命试验方法以"应力换时间"的有效性,进行了旋转机械加速寿命试验.通过对试验结果进行最佳线性无偏估计,得到强度退化失效模型的退化轨迹;在解决了退化失效方程奇异性的基础上,进行了旋转机械的寿命预测,得到点估计与区间估计的可靠寿命预测结果.     

放射源结构壳可靠性设计

采用安全系数法和可靠性设计方法开展了放射源结构壳的设计,并进行了比较分析和抽样试验。研究结果表明,在满足同样安全性的前提下,可靠性设计方法可有效减小放射源的质量和体积,并且能确定放射源结构壳在一定条件下的可靠度,是较优的设计方案。     

核电主设备分析法设计中应力线性化路径可靠性及优化分析

分析法设计是核电主设备设计的主要方法之一。该方法将结构设计或评定中各输入参量进行偏于安全的假设,以安全-不安全定性反映主设备设计的结构完整性状态。在确定性分析法设计的基础上,本研究基于概率统计理论,利用可靠性及优化分析方法,综合考虑结构设计或评定中涉及的主观不确定性因素(应力线性化路径选取),选取核电主设备典型结构形式——蒸汽发生器过渡锥体段为研究案例,首先对影响应力线性化路径选取的参数进行敏感性分析。随后,优化出最佳应力线性化路径。本研究方法为工程设计中应力线性化路径的选取提供建议。同时,该方法对可靠性理论在ASME核电规范与标准的分析法设计中的应用具有积极意义。     

反应堆压力容器强度可靠性分析

应用ANSYS有限元程序,采用蒙特卡洛法中的直接抽样法和拉丁方抽样法、响应面法中的中心指数设计抽样法和Box-Behnken矩阵抽样法完成反应堆压力容器强度可靠性分析,给出指定输入条件下压力容器强度的可靠度。结果表明,对压力容器母材可靠度的影响程度由大到小依次为内压、母材许用应力和母材弹性模量;对主螺栓可靠度的影响程度由大到小依次为螺栓材料许用应力、螺栓预紧力和内压。     

稳压器先导式安全阀碟形弹簧可靠性设计

针对稳压器先导式安全阀的整定碟形弹簧,采用应力—强度干涉模型法进行强度可靠性设计。根据可靠度计算结果,对碟形弹簧的几何参数进行了调整。调整后的碟形弹簧不仅满足设计变形量和承载能力的要求,其可靠度也满足可靠性指标分配的要求。通过安全阀整定弹簧的可靠性设计,可避免碟形弹簧在使用过程中产生过量的塑性变形,防止碟形弹簧因发生松弛对安全阀的压力定值精度造成影响。     

广东核电站的人可靠性分析

人的可靠性分析是广东核电站PSA研究中的一个重要部分,其目的是研究电站中人的行为对反应堆堆芯熔化频率的影响,文章对广东核电站事故序列中可能出现的人误进行了定性和定量化分析,给出了PSA研究中需要的人误概率值。详细的人因分析将在以后的工作中进行。     

基于ANSYS的压力容器可靠性分析

运用通用有限元分析软件(ANSYS)的概率设计功能,以压力容器壁厚、压力载荷及弹性模量为随机输入变量,模拟实际结构设计参数的随机性.选用蒙特卡罗法进行压力容器应力的可靠性分析,获得了该有限元分析模型的应力概率分布特征,得到了压力载荷、壁厚等设计参数对应力分布的敏感程度.     

反应堆保护系统结构与可靠性的关系

从反应堆保护系统的设计准则出发,定性分析提高系统可靠性的措施,并以目前国内核电厂中广泛使用的2种反应堆紧急停堆系统的逻辑处理部分作为分析对象,采用故障树的分析方法计算其可靠性,得到了定量化的计算结果,为后续反应堆保护系统的结构设计提供参考.     

核电厂旋转设备拍振问题分析和治理

旋转机械作为核电厂重要的流体介质输送设备,在核电厂日常运行期间起重要作用。其中,振动是旋转机械设备最关键的参数指标之一,过去因各类振动故障导致设备失效的案例数不胜数,而拍振是一种比较特殊的振动故障类型。经验表明,核电机组调试期间经常出现旋转机械的拍振问题,导致设备振动状态较差,影响设备安全稳定运行,延缓调试进度。因此,掌握拍振发生的原理、拍振函数参数特征,了解各类拍振问题的典型案例是非常必要的,同时对拍振现象进行总结和归纳,考虑能从根本上解决拍振问题的方法及思路。总结发现,最重要的几类拍振故障类型包括相邻设备的拍振、二极电机二倍频激振力与电磁激振力的拍振、多皮带传动系统运行时各条皮带之间发生的拍振等三类典型情况,需结合拍振故障的原理及特征,分别为上述情况考虑最合适的振动治理思路,采取手段降低或消除其中至少一个主要频率分量的振动幅值。详细研究上述典型案例的治理过程、对于后续解决核电机组调试、生产运行或其他重工业企业投产期间遇到的旋转机械拍振问题具有一定的参考价值和指导意义。