论文核反应堆冷却介质驱动电机转子冲片强度分析是关于核反应堆方面的论文题目、论文提纲、核反应堆中心温度多少论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
摘 要：核反应堆冷却介质驱动电机在运行时,转子冲片由于高速旋转受到强大的应力作用.为了研究转子冲片的强度和其应力的影响因素,以驱动电机的转子为研究对象,应用有限元法建立其三维模型,设定其参数值和约束条件,得出转子冲片Mises等效应力云图并对其强度进行校核,再针对不同的转子转速、不同的转子冲片和轴的平均温度和两者不同的配合面间静态过盈量,研究这些因素对转子冲片和轴配合面间接触压力和转子冲片Mises等效应力的影响.结果表明,转子冲片Mises等效应力的最大值出现在轴向通风孔处,其应力值超出了材料的抗拉极限.静态过盈量越大、转子冲片和轴的温差越小,导致转子冲片和轴接触面压应力越大,转子冲片的Mises等效应力最大值越大；转子转速越高,导致转子冲片和轴接触面压应力越小,转子冲片的Mises等效应力最大值越大.
关键词：驱动电机；转子冲片；强度
中图分类号：TM32 文献标志码：A 文章编号：1007-2683（2017）01-0008-07
0 引言
核反应堆冷却介质驱动电机是高温气冷堆核电站一回路重要的驱动设备,推动冷却剂（氦气）在一回路中循环,完成堆芯热量和蒸汽发生器问的热量交换.大型核反应堆冷却介质驱动电机立式、变频率、高转速、高压力、功率大,要求它应具有较高可靠性和较长使用寿命,其质量能够得到保障,对核电站安全运行的意义非常重大.
驱动电机转子冲片内径和轴外径采用过盈配合,在高速运行时,转子冲片和轴受到较大离心力作用,转子冲片内径的形变量大于轴外径形变量,使得两者配合面间产生形变差而导致过盈量减小；同时电机运行时转子冲片和轴产生温差,导致形变差增大,过盈量进一步减小.当转子冲片和轴配合面间形变差等于静态配合过盈量时,两者配合面就会分离造成故障,所以静态过盈量应略大于配合面间最大形变差,但静态过盈量的值不宜过大,增大接触面静态过盈量会使转子冲片所受应力增大,当其应力超出抗拉极限时会对电机造成损坏,因此转子冲片和轴配合面静态过盈量大小的选取和转子冲片强度的校核至关重要.
文针对主氦风机叶轮和主轴之间过盈量、摩擦系数以及叶轮转速的变化对接触压力的影响进行了研究；文应用解析法和有限元法得到高速永磁电机转子的应力大小并对结果进行对比；文通过数值计算和解析计算得出主氦风机转子冲片应力大小,但两种方法计算结果相差较大；文采用解析法得出碳纤维护套和转轴中的径向应力、切向应力和等效应力,并将解析法的计算结果和有限元法的计算结果进行分析对比；文以一台100kW、60 000 r/min的高速永磁电机为例,设计了相应的保护套,并对不同工况下的转子应力的分布进行了解析法推导,用有限元法对电机冷态和热态运行时的转子强度进行了分析和验证.文指出过盈配合为非线性问题,并运用了四种非线性算法对过盈配合产生的应力进行了计算.文论述了温度变化对电机应力的影响；通过以上文献可知,应用有限元法分析由于部件接触面的过盈配合和运行时的旋轉而产生应力的问题已经成为一种可行和重要的手段；转子转速、转子冲片和转轴的温度和接触面静态过盈量是影响转子冲片应力大小的重要因素.
本文通过对核反应堆冷却介质驱动电机转子冲片静态和高速旋转时的应力分析,校核转子冲片是否能够承受其所受的应力,并采用控制变量法,分析转速、温度和静态过盈量3种因素和核反应堆冷却介质驱动电机转子冲片应力、转子冲片和轴配合面接触压应力的特性和分布的关系.
1 驱动电机转子冲片强度的校核
1.1 转子有限元三维模型
由于电机转子结构具有对称性,取其1/20建立模型并在两端截面上施加法向约束,轴向取一个通风槽板和两侧转子冲片的各一半并约束其轴向位移,铜条和转轴取相应的长度,各力学参数如表1所示,有限元模型如图1所示.
1.2 接触分析的有限元法
转子冲片和轴之间采用了过盈配合,曲面之间过盈配合属于非线性力学问题.根据虚功原理,当两个弹性接触面组成的系统处于平衡状态时,系统内部应变能和外界载荷做功是相等的,那么：
δU等于δV
系统内部应变能包括变形、克服接触面之间阻力的能量,外界载荷做功包括压力载荷、惯性载荷和节点力做功.基于式δU等于δV可建立在有限元基础上的稳态静力学平衡方程：
u（K+Ke,f）等于0式中：u为位移矢量；K为单元刚度矩阵；Ke,f为单元基础刚度矩阵.
1.3 形状改变比能理论
Von Mises是一种屈服准则,其值叫做等效应力,应用有限元软件计算得出的转子冲片的“VonMises Stress”即为其Mises等效应力.此应力遵循材料力学第四强度理论（形状改变比能理论）,第四强度理论中认为形状改变比能是引起材料发生塑性屈服的重要因素,当畸变能密度vd达到材料单向拉伸屈服时的畸变能密度vds时,材料会发生屈服：
1.4 静态过盈量的计算
要想确定转子冲片和轴之间的静态过盈量,需要得出转子冲片和轴在过速旋转（4 200 r/min）时的半径形变差：
△R等于Dtp+Dtn+Drt-Stn其中：Dtp为齿、铜条等过速旋转时离心力引起的转子冲片内圆半径变形；Dtn为轭部过速旋转时自身离心力在转子冲片内圆引起的半径变形；Drt为过速旋转时温升在转子冲片内圆引起的半径变形；Stn为轴在过速旋转时自身离心力作用下的半径变形.
得出转子冲片和轴在过速旋转时的半径形变差等于0.21 mm,为最大形变差,静态过盈量应略大于此形变差,则静态过盈量可取0.25 mm.
总结:此文是一篇核反应堆论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
参考文献：
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