爆破閥是核電結(jié)構(gòu)中的一項重要設(shè)備,其工作原理是當出現(xiàn)緊急事故時,可以開啟來確保核電主體的安全。爆破閥的開閥過程是在短時間內(nèi)發(fā)生的具有高度非線性的動力沖擊和斷裂過程。這個過程中,結(jié)構(gòu)的部分材料會承受高應(yīng)變率,而剪切蓋所用材料Inconel 690合金的力學(xué)行為受應(yīng)變率影響顯著,不但不同應(yīng)變率下具有不同的材料本構(gòu)關(guān)系,而且高應(yīng)變率下會出現(xiàn)明顯的脆性失效行為。本文考慮了應(yīng)變率效應(yīng)的影響,研究了爆破閥開閥的動力學(xué)過程�；钊麤_斷剪切蓋是爆破閥開閥的關(guān)鍵環(huán)節(jié),這個過程中需要活塞擁有足夠的沖擊速度。本文利用LS-DYNA的顯式動力學(xué)功能,分析活塞沖斷剪切蓋的過程,比較了不同活塞初始沖擊速度的情況,得出活塞的臨界沖擊速度。為了準確模擬高應(yīng)變率下活塞沖斷剪切蓋的過程,本文在幾種高應(yīng)變率材料本構(gòu)方程的基礎(chǔ)上,根據(jù)Zerilli-Armstrong模型擬合了Inconel 690材料的本構(gòu)曲線,得出了其在更高應(yīng)變率下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。使用擬合后的材料曲線代入仿真模型進行計算,并與原模型進行了結(jié)果對比。通過研究剪切蓋斷面上的應(yīng)變率分布,發(fā)現(xiàn)在活塞較高沖擊速度下,使用擬合后的材料模型能夠得到更準確的應(yīng)變率結(jié)果。... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 爆破閥的研究現(xiàn)狀
    1.2 動力學(xué)仿真技術(shù)
    1.3 高應(yīng)變率下的材料力學(xué)行為
        1.3.1 金屬材料的塑性本構(gòu)關(guān)系
        1.3.2 韌脆轉(zhuǎn)變現(xiàn)象
    1.4 本文主要工作內(nèi)容
2 活塞沖擊剪切蓋臨界速度分析
    2.1 顯式動力學(xué)
    2.2 活塞沖擊剪切蓋臨界速度計算
    2.3 分析比較不同沖擊速度下的結(jié)果
    2.4 本章小結(jié)
3 剪切蓋率相關(guān)本構(gòu)曲線的擬合及動力學(xué)分析
    3.1 材料本構(gòu)模型
        3.1.1 Johnson-Cook模型
        3.1.2 Zerilli-Armstrong模型
        3.1.3 MTS模型
    3.2 高應(yīng)變率下的剪切蓋動力學(xué)分析
        3.2.1 高應(yīng)變下的材料曲線的擬合
        3.2.2 使用擬合后曲線研究應(yīng)變率變化
    3.3 本章小結(jié)
4 爆破閥開閥全過程分析
    4.1 整體結(jié)構(gòu)仿真分析
    4.2 管路受沖擊影響分析
        4.2.1 管路振動特性分析
        4.2.2 管路結(jié)構(gòu)強度分析
    4.3 韌脆轉(zhuǎn)變問題的揭示
        4.3.1 脆性斷裂與韌性斷裂
        4.3.2 應(yīng)變率提取結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
5 緩沖吸能仿真模擬
    5.1 不同厚度緩沖管的吸能分析
    5.2 不同緩沖管數(shù)目的吸能分析
    5.3 不同緩沖裝置高度的吸能分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)士論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]嚴重事故工況高溫環(huán)境下爆破閥藥筒驅(qū)動裝置可用性研究[J]. 包堂堂,周強強,顧春輝,張志超,樂秀輝.  核安全. 2016(01)
[2]敏感性分析在爆破閥研發(fā)中的應(yīng)用[J]. 倪項斌,吳輝,李占英.  通用機械. 2015(10)
[3]爆破閥拉力螺栓動力學(xué)分析[J]. 祁濤.  閥門. 2015(03)
[4]潛在通路分析技術(shù)在核電廠爆破閥控制器設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 徐智,鮑麒.  核科學(xué)與工程. 2015(02)
[5]基于ABAQUS的顯式動力學(xué)分析方法研究[J]. 朱躍峰.  機械設(shè)計與制造. 2015(03)
[6]應(yīng)變率對等溫鍛造TiAl基合金脆韌轉(zhuǎn)變特性的影響[J]. 昝祥,楊政,歐陽力,賀躍輝,吳玉程.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(01)
[7]底排藥的高應(yīng)變率動態(tài)響應(yīng)實驗和仿真[J]. 劉志林,王曉鳴,姚文進,李文彬,陳皓,劉曉軍.  含能材料. 2014(04)
[8]統(tǒng)一格式的顯式與隱式任意混合異步算法[J]. 張偉偉,金先龍.  力學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[9]AP1000爆破閥內(nèi)彈道仿真及實驗研究[J]. 李瑩瑩,楊樹彬,楊安民,張迎春.  火工品. 2013(04)
[10]材質(zhì)對爆破閥剪切蓋受剪沖擊過程的影響[J]. 李志杰,吳輝,顧衛(wèi)國,王德忠.  核技術(shù). 2013(08)

博士論文
[1]輕質(zhì)吸能材料和結(jié)構(gòu)的耐撞性分析與設(shè)計優(yōu)化[D]. 張宗華.大連理工大學(xué) 2010

碩士論文
[1]近片層組織TiAl脆韌轉(zhuǎn)變行為研究[D]. 楊政.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[2]有限元法在核級閥門強度分析中的應(yīng)用研究[D]. 劉金梁.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[3]超細晶材料高應(yīng)變率下力學(xué)行為的數(shù)值模擬[D]. 李桂花.寧波大學(xué) 2012
[4]低合金鋼韌脆轉(zhuǎn)變斷裂機理研究[D]. 方修洋.蘭州理工大學(xué) 2011
[5]冰的韌脆轉(zhuǎn)變行為研究及其工程應(yīng)用[D]. 王羽.大連理工大學(xué) 2008



本文編號：3527902