核环吊隔震阻尼器仿真研究

作     者：代一诚 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：屈福政

授予年度：2019年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：核环吊 隔震阻尼器 抗震分析 时程分析 

摘      要：核电站环行起重机(简称核环吊),是核电站重要设备之一。在核电站建设前期,核环吊主要用于吊运核电机组的各种设备,辅助核电站的建设;核电站建成后,核环吊主要负责停堆换料和检查维修期间的吊运工作。核环吊在极端条件下(如地震)的安全,对保证核电站安全和生产至关重要。为此,要求核环吊应具有良好的抗震性能。至今相关研究主要集中在地震状态下核环吊性能分析等方面。随着核电技术的发展,对核环吊的要求也不断提高,传统的核环吊设计方法已很难满足抗震要求,采用隔振阻尼技术来提高核环吊的抗震性能势在必行。目前,针对核环吊采用隔震阻尼的相关研究较少,有必要就隔震阻尼的作用机理,相应的核环吊抗震性能分析以及隔震阻尼器的设计方法进行系统的研究。本文采用了有限元仿真分析的方法对核环吊原设计模型进行了抗震性能分析,得到原模型的抗震计算结果;随后设计了橡胶隔震阻尼器,并建立了带有橡胶隔震阻尼器的核环吊模型,进行抗震计算。通过对比不同橡胶参数的计算结果得出了最优参数,同时也分析了不同橡胶厚度对减震效果的影响。本文研究工作的主要内容如下:(1)建立了核环吊原设计的有限元模型,并建立边界条件,选定地震波并求取了瑞利阻尼;(2)进行抗震震时程分析计算,得到了原设计模型的加速度、位移响应、力和应力响应;(3)分析了可用的隔震阻尼器种类,橡胶材料的特性,并选定了橡胶本构模型;(4)设计橡胶隔震阻尼器,并通过ADAMS仿真验证所设计隔震阻尼器触发机构的有效性;(5)对带有所设计橡胶隔震阻尼器的核环吊进行抗震时程分析,分析新型隔震阻尼器的隔震效果,同时通过分析轮轨相对位移,验证轮轨约束关系设置的正确性;(6)对比不同橡胶参数下橡胶隔震阻尼器的减震效果,并分析了几何参数对隔震性能的影响;(7)提出了橡胶隔震阻尼器的设计方法和参数选取方法。结果表明,所设计橡胶隔震阻尼器在保证核环吊正常工作性能的前提下,可以有效减小核环吊的地震响应,综合加速度响应减小22.7%。研究结果对隔震阻尼器的设计提供了有意义的参考。