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国际热核实验反应堆-ITER(International Thermonuclear ExperimentalReactor)计划旨在建造一个热核聚变实验堆,验证人类和平利用核聚变能的可行性。作为核聚变堆,因为第一壁材料使用的是金属铍,在实验过程中铍及铍产生剧毒的粉尘可能导致严重的健康问题,中子的辐照也会使相关部件活化,堆芯部件的维修与更换要基于专业的安全规则,不能让人体置身于有毒物质和放射性环境中。ITER部件的维护工作将在“热室(hot cell)”中进行,这些部件从ITER实验装置到热室的运送过程必须杜绝有毒粉尘扩散到装置大厅,对大厅环境造成污染。ITER遥控运输车用于在ITER托卡马克装置与热室之间搬运需要维修和更换的部件,并实现对相关部件的必要操作。
本论文所涉及的工作是针对遥控运输车的基本结构和可能的工作状况,运用ANSYS有限元分析软件,建立遥控运输车车厢及整车的有限元模型,对车厢分四种工况,对整车分三种工况进行了静力学分析,并对车厢内牵引小车在对窗口插入件进行操作的过程进行了动力学分析,对分析结果进行评价,为结构设计提供优化的依据。
根据ITER各系统的安全要求,需要对遥控运输系统进行地震载荷作用下的动力学分析。基于有限元分析动力学理论,采用国际组提供的地震谱,对遥控运输车进行了地震谱分析。动态特性分析结果表明遥控运输车的原始结构设计需要进行进一步的优化来保证在地震条件下的安全性。根据有限元分析的结果,对遥控运输车结构进行了必要的优化,并对优化后的结构进行了有限元验证,结果表明优化后的结构比之前的结构更合理,为更进一步的优化设计及样机实验提供了重要的技术依据和参考。