[发明专利]核电主泵结构的简化模型构建方法及梁单元模型构建方法

说明书

本发明提供了一种核电主泵结构的简化模型构建方法及梁单元模型构建方法以及据此理论用于动力分析的梁单元模型的构建方法，涉及泵结构的有限元分析技术领域。该核电主泵梁单元模型的构建方法包括：将三维实体主泵结构离散成N个相对独立的轴段单元；针对各个离散单元，获取单元质量参数以及截面参数；根据主泵简化理论，将N个相对独立的轴段单元简化成K个的铁木辛柯梁单元，并形成文梁单元文件（包括铁木辛柯梁单元的质量以及截面参数等）；根据梁单元文件数据，将梁单元文件的数据转化为可供商业软件建立有限元模型的输入数据，并建立有限元模型。

技术领域

本发明涉及泵结构的有限元分析技术领域，尤其是涉及一种核电主泵结构的简化模型构建方法及梁单元模型构建方法。

背景技术

在核电建设中，核电设备在应用中被要求在承受一定载荷的情况下，保持一定的功能，因此需要对核电相关设备进行结构力学的分析，进而对系统或者设备的初始设计给出相关的建议。为了进行核电设备的强度、抗震性能的研发，需要对相关设备进行简化，以方便建立结构力学分析模型。

核电主泵是核反应堆冷却剂系统的主要设备，是核电反应堆的心脏，因此对核电主泵结构的简化尤为重要，核电主泵结构简化后，方便建立结构力学分析模型，以对核电主泵的初始设计给出相关的建议。

发明内容

针对上述情况，本发明提供一种核电主泵结构的简化方法，以方便建立结构力学分析模型，便于对核电主泵的初始设计给出相关的建议。

本发明还提供一种核电主泵结构的梁单元模型构建方法，以方便根据核电主泵结构的简化方法所得数据构建核电主泵结构的用于有限元动力学分析的梁单元模型。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种核电主泵结构的简化方法，主要可以包括以下过程：

根据有限元离散思想，将三维实体主泵结构离散成N个相对独立的离散单元后，获取各个离散单元的截面参数及质量参数；在获取各个离散单元的截面参数及质量参数时，对各个离散单元的质量参数、截面参数进行等效计算；

在获取各个离散单元的截面参数及质量参数后，先根据主泵简化理论，将N个离散单元简化成K个计算所需的铁木辛柯梁单元，然后再形成梁单元文件，完成三维实体主泵结构到以参数表征的简化模型的转化，其中，K≤N。

进一步的，在将三维实体主泵结构转化为参数表征的简化模型时，先将三维实体主泵结构根据计算需要分割为定子和转子，再将定子以及转子离散为多个轴段单元，再通过理论计算获取各个轴段单元的截面参数及质量参数。

进一步的，在模拟三维实体主泵结构的定子和转子之间的连接关系后，再形成梁单元文件。

本发明还提供了一种核电主泵的梁单元模型构建方法，在上述核电主泵结构的简化模型构建方法基础上实现，将梁单元文件中的参数转化为可供商业软件建模的建模参数，再将梁单元文件转化为可供建模分析的梁单元模型。

进一步的，在将梁单元文件中的参数转化为用于商业软件建模的建模参数时，在商业软件中采用规则梁单元截面参数和集中质量参数表征梁单元文件中的参数。

进一步的，在将梁单元文件中的参数转化为用于商业软件建模的建模参数时，若所述梁单元文件中的参数难以转化为规则单元模型，且其质量参数能够通过施加于梁端点的集中质量单元去表征时，则在商业软件中通过集中质量单元和商业软件自定义梁单元截面参数进行建模；其中，集中质量单元创建于梁端点。

进一步的，在将梁单元文件中的参数转化为用于商业软件建模的建模参数时，若所述梁单元文件中的参数难以转化为规则单元模型，且其质量参数难以通过施加于梁端点的集中质量去表征时，则在商业软件中通过集中质量单元和商业软件自定义梁单元截面参数进行建模；其中，集中质量单元创建于轴段重心位置。