基于ANSYS和Matlab的CSNS/RCS主准直器安全运输方案的研究

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本课题以CSNS/RCS主准直器为研究对象,对装置从合肥某工厂通过公路运输到位于东莞的CSNS装置地的运输过程进行安全方案设计。考虑到装置造价高,制造周期长,现场无条件修复,对运输过程的安全进行评估很有必要。  主准直器结构上有2个部位比较薄弱。一是与刮束头焊接在一起的厚度仅0.17mm的薄钨片,其质地硬而脆,通过刮束头跌落试验和有限元计算可知其许用屈服强度为0.1133MPa,而运输过程中持续不断的随机振动和通过减速带时的冲击振动则可能导致其发生破坏。文中运用Matlab/Simulink建立卡车模型,仿真运输过程得到振动信号,通过试验测得实际运输过程的振动信号,将两种情况下获得的振动激励加载到ANSYS中的主准直器模型中,由此获得薄钨片在虚拟运输过程中因振动而产生的应力;  二是支撑起主准直器绝大部分质量的4个竖直调整机构,因为主准直器的质量太过巨大,使其惯性非常大,而在运输途中汽车的加速和制动,过弯等情况是在随时可能发生的,这些过程将对竖直调整机构的安全构成威胁,文中首先通过ANSYS求解了汽车在加减速时竖直调整机构上的最大应力,并通过分析最大应力与汽车加速度的关系,由此得到了汽车在通过不同半径的弯道时所能采用的最大速度值。  通过仿真和试验得到的结果,验证了仿真模型的有效性,得到了安全运输的指导车速。本工作对加速器设备的运输安全评估具有实际意义。
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