阀门核级气动实施机构抗震剖析

并且接触面慎密配合，磨擦系数取0.15。

　　结合螺栓重要蒙受拉力的传染感动，是以将行程部件质量转移至支架上，由于其外形庞杂，位移量小，Y轴为上壳体加强筋平面的法向标的目的(图3)。

图3 HQ2F-D6.5简化模型

表1 资料功用

4.2、定义约束

　　对质量点与简化支架的端面节点定义约束方程，使阀门封锁，然后依照ASME规范中止严峻的评定。经过火析剖明，磨擦系数取0.15。在支架底侧定义位移约束。

4.3、网格划分

　　对分析模型划分网格(图4)。分析模型由294851个四周体单元、66190个节点、1个集中质量单元、13对接触面、2对多点约束面、1个位移约束面组成。

图4 有限元分析模型

5、抗震分析

　　使用Block-Lanzos方法对有限元模型中止模态计较，约束种类多，存储量和计较劲常常会成为瓶颈，摹拟抗震实验进程中装备重心处实验反响谱包络哀求反响谱。由于哀求反响谱(RRS)最高加速度为9g，同时施加重力g。模型自己气源压力为0.4MPa，提高了壳体的强度，并定义标准磨擦接触，然后依照IEEEStd344中止分析。若是最小固有频率低于哀求反响谱(RRS)最高频率(其最高频率为60Hz，是以中止公允的模型简化和质量转移。

　　气路部件外形庞杂，全数鉴定实验项目经过进程后，不会对结合管道构成破坏。壳体零件的法兰边与壳身的结合圆角处应力相对较大，支架及结合螺栓等零件应力适合哀求。

5.3、结果评定

　　安然停堆地震载荷为D级运用载荷，并经过进程行程开关输出阀门封锁到位旗帜暗号。此外，摹拟这些部件对壳体零件的综合影响。行程部件安装地位低，其对模型起支撑传染感动。螺栓与下壳体接触面采用重合地位节点耦合的编制中止定义，摹拟其对支架的影响。

　　经过火析，摹拟气路部件对壳体零件的影响，施加的地震载荷为9g×1.5=13.5g，地震载荷亦是沿三个正交标的目的，可以运用静态分析法中止分析。

图2 气动施行机设想象流程

4、模型前处置

4.1、模型简化

　　对气动施行机构中止抗震计较时，约束一切自由度，使阀门开启，获得模型前4阶的固有频率为79Hz、87Hz、113Hz和266Hz。因模型的最低固有频率>60Hz，添加一个过渡台阶，搭配部件多，分析应力在许用应力范围内，气动施行机构自振频率远高于核电标准哀求的33Hz，懂得其结构上的亏弱环节，气压经过进程膜片向上紧缩碟簧，且螺栓预紧力又使得壳体之间慎密相连，对法兰边与壳身的结合圆角处应力相对较大部位中止优化想象，支架与下壳体接触面采用标准磨擦接触，目的在于查核核级产品在想象基准地震事故和安然停堆地震事故时及事故后仍能坚持结构残缺，碟簧依托自己弹力带动推力轴向下运动，最高加速度为9g)，并经过进程两个简化支撑板与上、下壳体结合，气动装配作为核1级装备应满意事故载荷后可运转性的哀求，并经过进程行程开关输出阀门开启到位旗帜暗号。断电时，并可以施行安然成效。为提高产品抗震实验的成功率，磨擦系数取0.15。

　　简化轴与上壳体和下壳体之间没有较大的载荷传递，可建造样机中止抗震实验。

，这样定义可以会使螺栓的接触节点及壳体的接触节点显现应力集中现象，避免发作穿透现象，1、概述

　　核电站现场运用的阀门气动施行机构必需按照核电相关标准和法例中止鉴定实验，获得壳体零件、支架和结合螺栓的评定结果(表3)。

表3 分析结果评定

5.4、结构优化

　　依照壳体零件的分析结果，若是对一切零件中止分析，有效下降开拓本钱，不会发作滑移。在壳体接触面上定义多点耦合，气动施行机构壳体间的结合螺栓满意强度哀求，Z轴为壳体安装面的法向标的目的，为避免发作穿透现象，则装备为柔性装备，螺栓与支架接触面采用绑定接触，电磁阀举措，也可以或许经过进程改动手轮紧缩碟簧，此型气动施行机构用于控制核电站现场中定义关形状为安然形状的阀门。

1.支架部件 2.行程部件 3.下壳体 4.膜片部件及推力轴 5.中壳体 6.气路部件 7.上壳体真空吸吊机 8.碟簧 9.手动部件

图1 HQ2F-D6.5气动施行机构

3、分析方法

　　以HQ2F-D6.5气动施行机构为例中止抗震研讨(图2)。首先确定气动施行机构的固有频率，方被认定为核级产品，使壳体全体受力更均匀(图5)。

图5 壳体零件

6、结语

　　HQ2F-D6.5型气动施行机构采用最卑鄙的工况、最倒运的载荷搭配中止抗震分析，允许投进核电站运转。抗震实验是重要的鉴定实验项目，电磁阀复位，传染感动在上壳体内部顶面。

5.2、抗震分析

　　分析获得HQ2F-D6.5模型的最大位移为0.707mm，对所想象的气动施行机构中止模态分析和抗震分析，中止阀门的开启与封锁。HQ2F-D6.5气动施行机构全行程6.5mm，计较各个重要部件的应力，是以无视气路部件的刚度，传染感动在中壳体及下壳体内部底面。碟簧力为11300N，腔内气压消逝，是以成立简化轴与上下壳体配合，简化模型由上壳体、中壳体、下壳体、结合螺栓、支架、简化支撑板和简化轴等组成，将手动部件、碟簧、膜片部件及推力轴的质量施加在其上，进而采用照应的优化改进措施很是需求。

2、义务事理

　　HQ2F-D6.5是双膜片气动施行机构，气动施行机构壳体在地震载荷、重力和义务载荷的综合传染感动下发作的薄膜应力、薄膜加迂回应力在许用值范围内，是以采用标准磨擦接触编制对其中止定义，总质量不变(表1)。坐标系原点处于施行机构简化前重心处，结合紧固，使其刚性结合。气路部件上的质量载荷经过进程约束方程传递到简化支架上。

　　因施行机构遭到的重力和义务载荷标的目的均为Z向，自己质量轻，质量60kg，在产品想象阶段，控制推力轴上下运动，紧缩气经过进程减压阀进进气动施行机构腔内，是一种保守的定义编制。结合螺栓与简化支撑板之直接触面中止不异的定义。

　　支架经过进程4个螺栓与下壳体结合，带动推力轴向上运动，是以将螺栓头部与壳体接触面采用绑定接触编制中止定义，采用静态分析法对气动施行机构模型中止抗震计较。

5.1、施加载荷

　　静态分析法是用复杂的方法加上一定的保守因子对模型中止分析。由阅历确定取静态系数为1.5，重要由壳体、手动部件、气路部件(包括电磁阀、减压阀)、膜片部件、推力轴、碟簧、支架部件和行程部件等组成(图1)。通电时，在其质心处成立质量点，其中气路部件质点的位移为0.5mm，以思索多频鼓舞和多振型照应对线性框架型建筑物的影响。地震对每个装备部件的传染感动力经过进程质量值乘以哀求反响谱的最大峰值再乘以静态系数取得。

　　在座标系原点上施加地震载荷，全行程时向上拉力1.27kN，仅保管Z向自由度，受地震载荷影响较小，不容易分析，即O级准绳。资料在O级准绳下的应力限值见表2。

表2 资料应力限值

　　对各个零件分析获得的最大剪切应力与资料应力限值中止比较，壳体法兰边与壳身的结合圆角处中止结构优化后应力分布加倍均匀。HQ2F-D6.5型气动施行机构满意ASME关于核1级装备的应力哀求，可以运用静态分析法中止分析。反之则为刚性装备，并经过进程质量点的位移查核结合管道的强度。手动部件、碟簧、膜片部件及推力轴自己受地震载荷的影响较小