【摘 要】
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为了研究AP1000屏蔽厂房结构在地震作用下的抗震性能变化及提高核电特种结构动力特性分析的真实性、可靠性、精确性和全面性,引入流固耦合方法到结构抗震有限元数值分析中,形
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为了研究AP1000屏蔽厂房结构在地震作用下的抗震性能变化及提高核电特种结构动力特性分析的真实性、可靠性、精确性和全面性,引入流固耦合方法到结构抗震有限元数值分析中,形成基于流固耦合效应的抗震性能有限元分析方法。通过运用该方法将流体和结构之间复杂的边界建立起联系,使结构受动荷载作用后效应变化影响流体的非线性晃动和波动,流体的振荡产生的动压力反过来影响结构的整体动力响应,这样耦合效应很好地融入到有限元模型中,更加准确地对结构的性能参数进行分析。本文主要针对考虑流固耦合效应有限元数值精细化模型的建模方法、屏蔽厂房结构及其子结构—重力水箱的模态分析、在地震作用下屏蔽厂房结构的抗震性能参数变化进行了系列研究分析。把流固耦合效应的方法引入到屏蔽厂房结构分析中,设计五种不同水位高度的工况。在ANSYS建模过程中,本文提出了模型简化假定,选择了单元类型,设定了材料参数,控制了网格尺寸,并运用流固耦合理论架构位移--位移格式和位移--压力格式的耦合边界处理手段。再利用基于流固耦合效应的模态分析有限元方法,分五种水位高度对屏蔽厂房的全结构振动模态、子结构—重力水箱的振动模态及液体晃动模态进行分析,分别得到了全结构和子结构的前八阶振动自振频率和振型图及液体的前八阶晃动模态,结果表明水位高度对整体结构的前二阶模态有影响较小,对子结构—重力水箱的模态影响突出。最后为了研究考虑流固耦合作用的屏蔽厂房结构在地震作用下的抗震性能变化,根据AP1000核电抗震设计中关于RG1.60标准设计谱要求,选择了三条地震波(El-Centro波、Kobe波、人工合成波),并调幅PGA至0.35g,然后对AP1000屏蔽厂房结构进行时程分析,得到结构在地震作用下,五种工况的位移反应、加速度反应、楼层反应谱、第一主应力反应、层间位移角等,结果表明水箱内不同水位高度对结构的抗震性能有影响,结构的位移随水位高度升高而增大,加速度随水位高度升高而减小,水箱内水对结构内部设备具有一定的减震效果。
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