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筒体支耳连接结构局部刚度计算及特性分析

江小州 廖国江 叶献辉 刘帅 黄旋 彭向峰

江小州, 廖国江, 叶献辉, 刘帅, 黄旋, 彭向峰. 筒体支耳连接结构局部刚度计算及特性分析[J]. 核动力工程, 2023, 44(5): 104-109. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0104
引用本文: 江小州, 廖国江, 叶献辉, 刘帅, 黄旋, 彭向峰. 筒体支耳连接结构局部刚度计算及特性分析[J]. 核动力工程, 2023, 44(5): 104-109. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0104
Jiang Xiaozhou, Liao Guojiang, Ye Xianhui, Liu Shuai, Huang Xuan, Peng Xiangfeng. Local Stiffness Calculation and Characteristics Analysis of Cylinder and Lug Connection Structure[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(5): 104-109. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0104
Citation: Jiang Xiaozhou, Liao Guojiang, Ye Xianhui, Liu Shuai, Huang Xuan, Peng Xiangfeng. Local Stiffness Calculation and Characteristics Analysis of Cylinder and Lug Connection Structure[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(5): 104-109. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0104

筒体支耳连接结构局部刚度计算及特性分析

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0104
详细信息
    作者简介:

    江小州(1992—),男,工程师,现主要从事反应堆结构力学研究,E-mail: jiangxz0509@163.com

  • 中图分类号: TL32

Local Stiffness Calculation and Characteristics Analysis of Cylinder and Lug Connection Structure

  • 摘要: 核电厂反应堆系统中典型筒体支耳连接结构的局部刚度准确计算具有重要的工程意义。本文建立了筒体支耳连接结构的三维有限元模型,分析得到了有限元计算总位移,并给出由集中力和扭矩分别引起的梁式位移计算方法,从而求解梁式总位移,进而得到筒体支耳连接结构的局部刚度。通过建立筒体支耳连接结构的分解模型进行局部刚度计算,探讨了与整体模型局部刚度计算结果的差异。采用整体模型计算方法,选取不同的边界面进行局部刚度计算,得到了相应的局部刚度变化规律,同时通过调整支耳角度研究其对局部刚度特性的影响。本文研究可为筒体支耳连接结构工程设计提供参考。

     

  • 图  1  筒体支耳连接结构示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of Cylinder and Lug Connection Structure

    图  2  筒体支耳连接结构有限元模型

    红色箭头指示力载荷方向

    Figure  2.  Finite Element Model of Cylinder and Lug Connection Structure

    图  3  梁单元模型和管单元模型

    Figure  3.  Models of Beam Element and Tube Element

    图  4  扭矩作用下的位移示意图

    Figure  4.  Schematic Diagram of Displacement under Torque

    图  5  分解模型

    Figure  5.  Separate Model

    图  6  不同距离下的筒体支耳连接结构有限元模型

    Figure  6.  Finite Element Model of Cylinder and Lug Connection Structure under Different Distance

    图  7  距离对位移的影响

    Figure  7.  Effect of Distance on Displacement

    图  8  距离对局部刚度的影响

    Figure  8.  Effect of Distance on Local Stiffness

    图  9  不同支耳角度下的筒体支耳连接结构有限元模型

    Figure  9.  Finite Element Model of Cylinder and Lug Connection Structure under Different Angle of Lug

    图  10  支耳角度对位移的影响

    Figure  10.  Effect of Angle of lug on Displacement

    图  11  支耳角度对局部刚度的影响

    Figure  11.  Effect of Angle of lug on Local Stiffness

    表  1  局部刚度计算相关结果

    Table  1.   Related Results of Local Stiffness Calculation

    参数 数值
    有限元计算总位移/mm 5.716
    梁式位移(集中力)/mm 1.592
    梁式位移(扭矩)/mm 0.1236
    力载荷/N 106
    局部刚度/(N·m−1) 2.5×108
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    表  2  不同单元尺寸下的局部刚度

    Table  2.   Local Stiffness under Different Element Size

    筒体模型
    网格尺寸/m
    支耳模型
    网格尺寸/m
    局部刚度/(N·m−1
    0.08 0.08 2.684×108
    0.08 0.09 2.684×108
    0.08 0.10 2.684×108
    0.09 0.08 2.696×108
    0.09 0.09 2.695×108
    0.09 0.10 2.696×108
    0.10 0.08 2.699×108
    0.10 0.09 2.699×108
    0.10 0.10 2.699×108
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-12-26
  • 修回日期:  2023-07-13
  • 刊出日期:  2023-10-13

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