三代核环吊结构刚度对精确定位影响的研究

摘要

核电站环行起重机是应用于核电站起吊反应堆设备的起重运输设备，由于其应用场合的特殊性，对吊载的定位精度有严格的要求。大车桥架主梁结构是核电站环行起重机的核心组成部件。起重机自重60%以上来自于主梁，其内部由复杂的筋板焊接组成，主梁构造形式的合理化会对桥架变形和对降低自重有很大的影响。目前，国内对核环吊的研究大多集中在寿命计算和抗震计算，对定位精度的研究并不多。针对此方向，本文以第三代箱形实腹式双梁结构核电站环行起重机CAP1400为研究对象，分析其结构刚度对精确定位的影响，并且针对主梁多目标优化进行相关研究，论文的主要内容如下： （1）以水平导向装置为研究对象，分析水平导向装置的受力情况，借助ADAMS多刚体仿真，复核水平导向装置的受力情况。结果表明：核环吊运动过程中产生的弹性力的峰值就是水平轮侧向力；相同条件下，水平导向装置主要提供侧向支撑作用，整体桥架的刚度对定位精度几乎不产生影响。 （2）通过建立核环吊金属结构的有限元模型，基于ANSYS对核环吊桥架结构进行了不同组合工况下的计算分析。结果表明：在额定吊载条件下，桥架变形对精确定位影响的程度较小。 （3）应用Workbench对主梁结构进行多目标优化研究分析。选取主梁矩形截面的8个尺寸为输入参数，以主梁质量最轻、最大变形量为输出参数，对输入参数灵敏度进行比较。结果表明：仅满足核环吊刚度情况下，桥架结构最高可有效减重25.2%，结合灵敏度分析，可为新型核环吊主梁的结构优化设计提供可靠和快速的参考。

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