核級閥門電動執(zhí)行機構(gòu)中蝸輪蝸桿傳動的動態(tài)接觸分析及其疲勞壽命研究.pdf

1、核級閥門電動執(zhí)行機構(gòu)在核電工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，而蝸輪蝸桿傳動作為核級閥門電動執(zhí)行機構(gòu)中重要的傳動機構(gòu)，其運動特性對核級閥門電動執(zhí)行機構(gòu)性能的發(fā)揮乃至核電設(shè)備運行的安全性都具有十分重要的意義。由于在其工作過程中不僅要考慮環(huán)境溫度、運行溫度、放射性、振動條件下的穩(wěn)定性及安全等級等，還需要滿足具有一定的抗沖擊載荷能力，且需要保證核級閥門在載荷突變情況下仍能夠穩(wěn)定運行，因此與普通閥門電動執(zhí)行機構(gòu)相比其技術(shù)要求更高。本文針對核級閥門電動執(zhí)行機構(gòu)

2、中蝸輪蝸桿的傳動特點和要求，構(gòu)建了蝸輪蝸桿傳動復(fù)雜曲面的三維模型，利用Ls-dyna和Fe-safe軟件分別進行了蝸輪蝸輪蝸桿傳動的動態(tài)接觸分析和疲勞壽命研究，同時對核級閥門電動執(zhí)行機構(gòu)進行了疲勞壽命試驗。
　　本文的主要研究工作內(nèi)容如下:
　　(1)建立了蝸輪蝸桿傳動的三維裝配模型。以核級閥門電動執(zhí)行機構(gòu)中蝸輪蝸桿傳動的工程實際應(yīng)用為背景，進行蝸輪蝸桿傳動的三維模型設(shè)計，并對蝸輪蝸桿傳動進行了參數(shù)化設(shè)計;針對蝸輪蝸桿曲面復(fù)

3、雜特性和要求，研究蝸輪蝸桿的三維建模方法，并且基于曲面插值理論和蝸桿成形理論，利用Solidworks軟件進行蝸輪蝸桿的精確建模和裝配設(shè)計。
　　(2)針對核級閥門電動執(zhí)行機構(gòu)對振動條件下的穩(wěn)定性要求，利用Ls-dyna軟件對蝸輪蝸桿傳動進行動態(tài)接觸分析，并將模擬結(jié)果與蝸輪蝸桿的理論計算結(jié)果進行了校核分析;同時最后討論了不同加載時間對蝸輪蝸桿傳動接觸性能的影響。
　　(3)協(xié)同Ansys、Adams和Fe-safe軟件對蝸輪

4、蝸桿傳動的疲勞壽命進行分析。以動力學(xué)分析結(jié)果與靜態(tài)接觸應(yīng)力分析結(jié)果為基礎(chǔ)，借助Fe-safe和Ansys良好的接口性能，對蝸輪蝸桿傳動的疲勞壽命和疲勞安全系數(shù)分布進行可視化，并討論了表面粗糙度和殘余應(yīng)力對蝸輪蝸桿傳動疲勞壽命和疲勞安全系數(shù)的影響。
　　(4)開展了蝸輪蝸桿傳動的疲勞壽命測試，并將之與模擬分析結(jié)果進行了對比分析，討論兩者存在差異的原因。
　　通過對蝸輪蝸輪蝸桿傳動的動態(tài)接觸和疲勞性能分析，為核級閥門電動執(zhí)行機構(gòu)