【摘 要】
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利用清洁能源来代替不可再生的石油资源是解决人类能源问题的重要途径,核聚变研究是从“石油文明”走向“核能文明”的关键,国际热核聚变实验堆是为了验证磁约束聚变能科学可行性和工程技术可行性而设计的托卡马克实验堆。ITER计划是目前世界上最大型的国际大科学合作计划和仅次于国际空间站的国际大科学工程计划,气体注入系统（GIS）作为其中的重要组成部分,主要用于提供实验装置正常运行时必须的气体,同时为托卡马克装
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利用清洁能源来代替不可再生的石油资源是解决人类能源问题的重要途径,核聚变研究是从“石油文明”走向“核能文明”的关键,国际热核聚变实验堆是为了验证磁约束聚变能科学可行性和工程技术可行性而设计的托卡马克实验堆。ITER计划是目前世界上最大型的国际大科学合作计划和仅次于国际空间站的国际大科学工程计划,气体注入系统（GIS）作为其中的重要组成部分,主要用于提供实验装置正常运行时必须的气体,同时为托卡马克装置提供聚变功率紧急关闭功能。本论文以气体注入系统的气体加料阀门箱及管线部分作为研究对象,在其承受重力、温度、压力和管口载荷等静态载荷,以及地震载荷等动态载荷情况下,根据设计标准将其分为四种载荷组合等级,对其进行有限元分析,采用ASMEⅧ-2设计标准第五章中的应力评定标准对各种复杂工况下的阀门箱及管线进行应力评估。对阀门箱和管线结构进行优化分析,采用梁单元分析,同实体单元分析结果进行对比,判断在相同网格精度下的计算结果是否一致;将不同管径的局部模型提取出来,采用子模型法进行分析,对比其应力大小发现梁单元与实体单元之间的异同;深入研究实体单元转化为梁单元的影响因素,从内压、弯矩和壁厚三个因素分析,采用控制变量法进行研究。结果表明阀门箱及管线部分应力大小符合评定标准;在相同载荷下实体单元转化为梁单元时,内压对其影响不大,弯矩的影响较大,壁厚在5mm左右得到的结果较为精确。
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