HRT-10控制棒传动机构的能量分析

针对10-MW高温气冷堆(HTR-10)控制棒传动机构可能出现的事故隐患--链条断裂、联轴器键损坏等现象,建立了其传动机构的理论分析模型,进行了能量分析.结果表明: 缓冲器吸收能力与联轴器强度的匹配问题是联轴器可能出现损坏的主要原因; 温度的升高降低了涡流阻尼力,造成缓冲器吸收能力与联轴器强度的不匹配; 缓冲器的变形量与作用在联轴器上的作用力有关.为HTR-10控制棒传动机构的设计提供了理论依据.     

HTR-10各运行阶段控制棒反应性当量计算

介绍了10 MW高温气冷反应堆(HTR-10)位于反射层中的控制棒反应性当量的计算方法.用GAM和THERMOS程序分别产生堆芯、反射层、含硼碳砖及控制棒组成材料的超热群和热群截面.用二维离散纵标法程序SN2D在(r,θ)坐标系下作详细控制棒结构的模型计算,该模型包括堆芯、反射层及反射层外的含硼碳砖,控制棒位于反射层中.含硼碳砖的外表面为自由边界,以考虑反射层中的中子泄漏谱.按通量权重归并控制棒区(包括控制棒、空隙及石墨反射层的整个圆环)的均匀化截面.全堆有控制棒和无控制棒情况下的Keff本征值,是由有限差分程序CITATION在(r,z)坐标系下计算出的,并由此得到控制棒的反应性当量.文中给出了HTR-10各运行阶段(包括初装堆、过渡过程中期和后期、平衡换料等时期)的控制棒的反应性当量.初装堆控制棒的反应性积分与微分当量也在文中给出.     

核反应堆控制棒水压驱动技术

介绍了控制棒水压驱动系统的技术方案、工作原理、技术效果和安全特性。在对清华大学发明的水力驱动控制棒系统深入研究的基础上,结合商用压水堆磁力提升器的优点,开发一种新型内置式控制棒驱动技术。该驱动技术解决了磁力提升器把驱动机构置于核反应堆压力壳外的缺点,但保留了抓式机构驱动的优点;解决了水力驱动控制棒系统动压驱动因工况变化而引起的驱动特性的复杂性的缺点,继承了内置式控制棒驱动机构不贯穿压力壳、传动线短、避免了弹棒事故等优点。该驱动技术主要应用于一体化布置核反应堆,可以推广到其他研究堆。     

基于总体耦合矩阵法的滚动联轴器动态特性研究

 根据滚动联轴器啮合数学模型,采用总体耦合矩阵法,建立了多跨度联轴器-转子耦合振动方程,并结合实例数值计算分析了联轴器在不同转矩传动时的动态特性规律。计算结果显示,在低转矩（1 N·m~100 N·m）高速传动时,联轴器的传动稳定性对转矩的大小敏感,振幅变化幅度大,传动性能不佳,但在该范围内,随着转矩的增大,联轴器振幅随之急剧降低,有利于联轴器快速调整到相对稳定的传动状态;而当其在大转矩高速工况下传动时,振幅变化幅度较小,表现良好的传动稳定性,并且随着转矩的增大,幅值变化也逐渐减少,最后趋于稳定,能较好的适应非稳定转矩的重载系统;同时计算结果显示,联轴器左、右半联轴器的节点振幅相互影响很小,能较好的隔离不利振动的传递,有利于多跨度耦合系统的稳定运行。     

弹簧机构用试验模拟装置设计

对液压缓冲器结构试验模拟装置及缓冲器的原理和结构进行了介绍、分析,根据弹簧机构的特性及试验要求,进行缓冲器结构、行程,试验模拟装置传动方式的设计,通过缓冲强度调节,设计、制造出符合要求的试验模拟装置。     

内悬置电动轮的柔性联轴器动力学性能分析

内悬置电动轮构型可延长电机使用寿命，缓解簧下质量过大造成的舒适性问题。由于轮内空间有限，用于动力传递的柔性联轴器结构和性能直接决定内悬置电动轮的性能。该文提出了一种面向内悬置电动轮的柔性联轴器。该联轴器是由多个连接臂组成的平面并联机构，每个连接臂由2个平行四边形机构串联而成。建立了该联轴器机构的运动学和动力学模型，给出了偏心度、连杆静载荷及动载荷的计算方法。结合一组结构参数，对联轴器的偏心度、连杆静载荷及动载荷进行了定量分析。结果表明：该联轴器允许传动系统在动力传动过程中沿垂向跳动，具有等速传动、占用轴向空间小、偏心行程大以及动载荷小等特点。该联轴器可望推进内悬置电动轮的工程化研发。     

径向不对中对高速滚动联轴器特性影响的研究

滚动联轴器是在国家科技攻关项目研究中发明的一项发明专利产品。为了揭示滚动联轴器在高速传动中的不对中特性规律,基于滚动联轴器啮合数学模型,采用耦合矩阵法,建立了联轴器—转子径向不对中耦合振动方程,结合实际试验模型,对比计算分析了联轴器分别在完全对中与径向不对中量分别为0.8、1.6、2.4、3.2、4.0 mm情况下的动态响应。计算结果显示,滚动联轴器在高速传动中随着径向不对中量的增大,左、右半联轴器周期性振荡随之加剧;且左半联轴器振荡幅度有加大的趋势,这将导致联轴器左端转子系统因剧烈振荡而失稳,而右半联轴器振荡幅度增加较平稳,受左半联轴器影响不大,有利于平稳传动,说明滚动联轴器能较好地隔离不利振动在轴系间的传递,保护从动系统不受破坏。     

基于ANSYS轴承试验台转子轴承系统临界转速计算

基于ANSYS动力学模块对轴系高速旋转机构进行了模态分析,得到了模态频率随自转速度变化的坎贝尔图,进而获得了临界转速,并分析了不同类型联轴器对转子-轴承系统的临界转速和各阶模态的影响。结果分析表明:处于刚性联轴器下的转子-轴承系统一阶临界转速高于弹性联轴器系统,影响幅度为6%;不同类型联轴器对转子-轴承系统的高阶特征频率影响较大;刚性联轴器对转子-轴承系统的各阶正反进动模态的影响是线性的,而弹性联轴器的影响是非线性的;弹性联轴器一定程度上降低了由于转子弯曲振动而造成油膜轴承损坏的可能性。     

某MPV加速行驶时后排座椅振动的研究

某MPV在加速行驶时,后排座椅产生较大的振动．对该问题进行了初步的研究,并通过主观评价得出可能导致后排座椅振动的原因,尝试性地对传动轴挠性联轴器与主减速器的速比进行优化．试验验证的结果表明,后排座椅的振动得到明显的改善．这说明传动系匹配的好坏对座椅的振动有较大的影响;但是通过对传动系优化后,后排座椅的振动相较于国内合资品牌的MPV的座椅振动依然较大,还需要通过其他方面的优化,才能够达到合资品牌MPV座椅的振动水平．     

等角速连杆机构的组成研究

研究等角速传动连杆机构的型式和尺度关系，可为新型等速联轴器机构的发现提供必要的理论基础。提出将“假想半联轴器机构”的概念引入等角速传动连杆机构的研究。从而直观地阐明了一般相交轴、交错同等角速回转连杆机构的基本形式。使通常十分繁难的等角速多杆空间机构的尺度关系问题，可转化为相对简单的“假想半轴器机构”的问题。文中还通过机构的型演化、运动链叠加等方法，给出了相交轴球面多杆等角速连杆机构和轴间距可变平行     

推杆齿条传动的受力分析与啮合效率解算

根据推杆齿条传动的基本结构与传动原理,详细分析了推杆在不同情况下的受力状态,考虑了惯性力的影响,严格按照啮合效率定义推导出了较为精确的啮合效率公式,为该机构的性能测试及进一步研究提供了理论基础.     

不同流速下电磁驱动控制棒的落棒特性

控制棒的落棒在反应堆控制中是一个十分重要的方面,尤其是落棒时间这个参数。因此,进行了可移动线圈电磁驱动控制棒机构在不同流速下的快速落棒实验;用VC编写的软件控制了实验过程并记录了实验数据;分析了快速落棒实验的数据;得到了各种工况的落棒时间,此外还分析了造成落棒时间差异的原因。结果表明:在额定工况下,落棒时间小于1s;可移动线圈电磁驱动机构的快速落棒性能完全符合研究堆运行的设计要求。     

HTR-10初装堆芯及过渡过程物理计算分析

选取石墨球与燃料球均匀混合作为１０ＭＷ高温气冷堆（ＨＴＲ－１０）的初始装料方案，利用高温堆物理模拟程序ＶＳＯＰ及二维ＳＮ程序，分析计算了初始装料时ＨＴＲ－１０堆芯进水反应性效应、控制棒及第二停堆系统反应性当量，研究了初装堆向平衡态过渡过程中的临界性、单球最大功率、最大比燃耗等变化情况。结果表明：ＨＴＲ－１０初装堆的进水反应性效应比平衡态小；控制棒及第二停堆系统反应性当量比平衡态的大。但是，初装堆冷态下反应性控制系统当量裕量比平衡态小；过渡过程中有效增殖因数在很小范围内变化，燃料最大比燃耗不超过１００ＧＷｄ／ｔ。     

冲击作用下水力驱动装置流固耦合动力学

研究反应堆控制棒水力驱动装置在冲击作用下的流固耦合动力学问题。针对系统受向上和向下冲击两种情况,以及系统不同的设计参数,采用商用软件MSC.DYTRAN计算了系统计算模型的动力学响应。计算结果表明水力驱动装置在冲击载荷下的响应与冲击方向、步进缸水柱长短有关。向下冲击比向上冲击使系统产生更大的响应;在同样的冲击下,步进缸水柱越长响应幅值越大。此分析结果可用来评估系统的抗冲击能力。     

往复式压缩机活塞杆可靠性设计方法研究

基于可靠性设计理论,提出了一种针对往复式压缩机活塞杆的疲劳强度可靠性设计方法。首先,依据热力学与动力学原理,分析了一个循环周期内压缩机传动机构的受力情况;而后,采用传统强度校核方法对活塞杆进行疲劳强度分析,找出造成其疲劳失效的"薄弱环节";然后,根据"薄弱环节"几何尺寸、加工工艺和材料强度等参数的随机性,利用应力-强度干涉模型建立活塞杆的极限状态方程,计算其疲劳强度可靠度。最后,综合考虑各参数对可靠度的影响及控制的难易程度,确定设计参数(尺寸、工艺、材料等信息),为活塞杆的设计提供理论依据。     

故障在线监测自编码式棒位指示系统

提出了一种结构简单、工作可靠、测量精度高的控制棒位置指示系统—故障在线监测自编码式棒位指示系统。该系统探测器由一个励磁线圈、Ｎ个测量线圈、一个补偿线圈和一根芯棒组成。其中，芯棒由Ｍ段导磁材料与Ｍ１段非导磁材料间隔分布构成。当芯棒随控制棒在测量线圈中央轴向运动时，励磁线圈上输入的交变信号必然在测量线圈上产生交变感应信号，通过接收这些测量线圈的输出信号并进行处理从而判断控制棒棒位。本文详细地介绍了该系统工作原理、硬件结构、软件框图及试验。结论表明：它比现役压水堆使用的线圈编码棒位指示系统性能优越并具有更多的功能—故障在线监测功能，它可完全满足供热堆的棒位测量要求并可用于其他水堆的棒位指示。     

初始温度条件下全尾胶结膏体损伤本构模型

膏体充填料到达采场初始温度不同是矿山存在的普遍现象,不同初始温度条件下膏体力学特性及应力-应变关系直接影响到矿山采充周期及相邻采场开采时贫化指标.通过对初始温度为2、20、35和50℃的硬化膏体进行单轴抗压强度试验,获得不同初始温度下充填体应力-应变演化曲线.根据理论推导和试验结果,建立了不同初始温度下膏体损伤本构模型,通过本构模型参数回归,提出膏体温度-时间耦合损伤本构模型.最后,采用Comsol数值模拟软件,将温度-时间耦合损伤本构模型嵌入solid mechanics模块,对单轴抗压试验进行数值模拟,模拟应力-应变曲线与试验结果较为吻合,验证了所提出本构模型的可靠性.     

凿岩机理论载荷谱与钎杆抗疲劳性能的动力响应

运用应力波理论和强度原理，在几种常用凿央理论载荷谱作用下，地国内犴钢钢种典型工艺下的机疲劳性能进行了动力响应应分析，研究结果表明，钎杆的制造工艺对其使用寿命有重要影响，凿岩机机型应与钎杆的抗疲劳性能匹配。     

Circuit cavity electromechanics in the strong-coupling regime

Demonstrating and exploiting the quantum nature of macroscopic mechanical objects would help us to investigate directly the limitations of quantum-based measurements and quantum information protocols, as well as to test long-standing questions about macroscopic quantum coherence. Central to this effort is the necessity of long-lived mechanical states. Previous efforts have witnessed quantum behaviour, but for a low-quality-factor mechanical system. The field of cavity optomechanics and electromechanics, in which a high-quality-factor mechanical oscillator is parametrically coupled to an electromagnetic cavity resonance, provides a practical architecture for cooling, manipulation and detection of motion at the quantum level. One requirement is strong coupling, in which the interaction between the two systems is faster than the dissipation of energy from either system. Here, by incorporating a free-standing, flexible aluminium membrane into a lumped-element superconducting resonant cavity, we have increased the single-photon coupling strength between these two systems by more than two orders of magnitude, compared to previously obtained coupling strengths. A parametric drive tone at the difference frequency between the mechanical oscillator and the cavity resonance dramatically increases the overall coupling strength, allowing us to completely enter the quantum-enabled, strong-coupling regime. This is evidenced by a maximum normal-mode splitting of nearly six bare cavity linewidths. Spectroscopic measurements of these 'dressed states' are in excellent quantitative agreement with recent theoretical predictions. The basic circuit architecture presented here provides a feasible path to ground-state cooling and subsequent coherent control and measurement of long-lived quantum states of mechanical motion.