防輻射挖掘機駕駛室復(fù)合鋼鉛板結(jié)構(gòu)設(shè)計與力學(xué)分析.pdf

1、目前，核電站在世界上已經(jīng)運行了五六十年，為解決人類能源問題做出了很大的貢獻(xiàn)，但核設(shè)施壽命是有限的。大量的核設(shè)施將陸續(xù)進(jìn)入退役，因此需要防核輻射機械工具進(jìn)行退役施工；運行中的核電站也有泄露事故發(fā)生，需要施工處理。核電站充滿大量的輻射，如果施工或者防范措施不當(dāng)，會對人體帶來很大的傷害。因此，針對上述情況設(shè)立課題，主要任務(wù)是研制放射性環(huán)境下安全作業(yè)設(shè)備即防輻射挖掘機。對于本論文主要研究的是：挖掘機駕駛室放射性物質(zhì)的屏蔽、鋼鉛板結(jié)構(gòu)設(shè)計和駕駛室

2、的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能分析。抗振防核輻射復(fù)合鋼鉛板，主要用于密閉挖掘機駕駛室。本論文主要研內(nèi)容如下：
　?。?）挖掘機駕駛室的放射性材料分析。目前，有很多可以防輻射的材料，包括高分子防輻射材料，而針對挖掘機要選用合適的防輻射材料，做到經(jīng)濟(jì)又能達(dá)到防輻射性能要求。材料選用工業(yè)純鉛，純度為99％；厚度為22mm。
　　（2）抗振高強度復(fù)合鋼鉛板的設(shè)計。鉛塊參數(shù)：長為1.8m，寬為1.6m，厚度為22mm，重量達(dá)到718kg；鉛的硬度很低

3、，易于變形。為解決問題，設(shè)計出復(fù)合鋼鉛板。鋼板盒子里面壁上，焊接22個折彎鋼片（筋板）。鑄鉛后通過加固折彎鋼片，使鉛與鋼板緊密結(jié)合。
　?。?）復(fù)合鋼鉛板的結(jié)合力實驗。實驗測出沒有緊固折彎鋼板時，鉛板和鋼板的結(jié)合力系數(shù)為389（N/m2）；當(dāng)有一個緊固折彎鋼板時，結(jié)合力約為3553N/(個)。對于不同的鋼鉛板，焊接數(shù)量不等的緊固折彎鋼板。
　?。?）復(fù)合鋼鉛板的有限元分析。利用有限元分析軟件對復(fù)合鋼鉛板進(jìn)行拉伸模擬仿真，仿真

4、結(jié)果與實驗結(jié)果對比，分析誤差在±8%之內(nèi)，對不同的折彎角度進(jìn)行分析，為設(shè)計提供數(shù)據(jù)參考。對復(fù)合鋼鉛板進(jìn)行模態(tài)分析，諧響應(yīng)分析等。對分析結(jié)果進(jìn)行研究，挖掘機發(fā)動機怠速時激振頻率為32.7～34.7Hz和鋼鉛板的模態(tài)頻率44.2H，相差約為9.5Hz，不會發(fā)生共振；挖掘機正常工作時，激振頻率為62.2Hz和鋼鉛板模態(tài)頻率84.9Hz，相差約為22.7Hz，因此不會引起共振。
　?。?）防輻射復(fù)合鋼鉛板駕駛室的有限元分析。復(fù)合鋼鉛板駕駛

5、室整體分析：主要分為翻傾保護(hù)結(jié)構(gòu)（roll.over protective structure）簡稱ROPS、落物保護(hù)結(jié)構(gòu)（falling.object protective structure）簡稱FOPS和撓曲極限量（deflection.limiting volume）簡稱DLV，分析得出ROPS最大變形為14.4mm，小于空間距離262mm；FOPS最大變形為59mm，小于空間距離131mm，因此駕駛艙的變形不會侵入DLV內(nèi)，保