ITER外真空杜瓦稳定性研究.pdf

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1、ITER外真空杜瓦稳定性研究ResearchontheStabilityofExternalVacuumCryostataboutITER2012年9月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名(工作单位、职称)揣吁此伽工业大学机械与汽车工程学院教授委员：导师：勖t／7弦中国电科第43研究所高级工程师如P蚶黼鞭⋯融授合肥工业大学机械与汽车工程学院教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得

2、金壁工些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字日期：砂f1年7月zF日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金胆王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金照工些太堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)⋯⋯名：旱加磷签字日期：70h年了月2．歹日⋯名：移签字日期泐年7月可日电话：邮编：ITER外真

3、空杜瓦稳定性研究摘要论文以可控核聚变实验堆ITER(internationalThermonuclearExperimentalReactor)项目为大的研究背景，主要对其外真空杜瓦结构进行稳定性分析，检测其结构的稳定性，以确保整个ITER核聚变实验堆运行环境的安全。ITER是为了验证核聚变可控性方案可行性的托卡马克装置。是一项国际化的合作项目，在其投入运行之前必须进行严格的质量测定。该装置的稳定性直接影响到世界各国人民的生命安全，也影响着全球的生活环境，因此对其进行稳定性的分析是非常重要和必要的。国内外专家在其静力学分析方面做了许多研究，并且得到了相关结论，但是动力学分析方面仍处于探索研究之

4、中。论文主要应用CATIA软件绘制杜瓦的三维实体模型，，再将它导入到有限元分析软件ABAQUS中，对其施加相应的载荷来模拟其实际工作过程中的受力情况，通过ABAQUS软件对杜瓦进行稳定性分析，得到杜瓦的屈曲载荷和屈曲模态，并依此来判断其运行时的稳定性。稳定性分析主要包括特征值屈曲分析(Buckling分析)和非线性屈曲分析两个方面。Buckling分析得到的是一种理论解，是从纯理论的角度出发，去衡量一个完全理想结构的稳定性，确定其承载力及对应的失稳模态。但其分析计算过程比较简单，所需计算时间较少，比较省时省力。但是由于Buckling分析得到的结果是非常保守的，所以一般不能直接应用于实际工程。

5、在实际情况中，必须考虑到结构的初始几何缺陷、材料弹塑性等因素，此时就需要用到非线性有限元的相关理论，对其进行非线性稳定性分析。由于分析时考虑到了初始几何缺陷、材料非线性、材料弹塑性等因素的影响，故其所得到结果与实际情况有很好的相符性，常用于实际工程分析。本次论文的主要研究内容如下：(1)基于杜瓦稳定性分析，对分析时采用的稳定性分析理论进行相关介绍。(2)建立外真空杜瓦的有限元模型，研究其在自重载荷的作用下的稳定性。(3)建立外真空杜瓦的有限元模型，研究其在地震水平力载荷的作用下的稳定性。关键词：ITER杜瓦结构；稳定性；特征值屈曲分析；非线性屈曲分析ResearchontheStability

6、ofExternalVacuumCryostataboutITERAbstractThepaperchosecontrollednuclearfusionexperimentalreactorITER(internationalThermonuclearExperimentalReactor)projectastheresearchbackground，mainlytoitsexternalvacuumcryostatstructurestabilityanalysis，testingthestabilityofitsstructuretoensurethattheentireITERsecu

7、rityoftheoperatingenvironment．ITERisatokamakprograminordertoverifythefusioncontrolledfeasibility,whichisallinternationalcooperationproject，passingstrictqualitydeterminationbeforeitsoperationalconduct．