ITER TF馈线系统的地震动响应分析

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国际热核聚变反应堆(ITER)的环向场(TF)馈线系统(Feeder)在ITER地震安全措施中被列为SC1-SF抗震等级的托卡马克部件。在此规定中,要求TF馈线系统能够抵御地震力作用带来的破坏,即要求在承受地震动载荷的情况下,其自身的结构稳定性和抗震安全性能得以满足。为此来寻求一种可靠的分析方法是十分必要的,其分析结果也会给TF馈线系统的结构设计带来有价值的参考。  TF馈线系统在地震力作用下引起的破坏主要是结构产生过大的位移,进而结构所用材料会产生高应力,导致失效,并最终造成对系统的破坏。此破坏会影响对TF线圈的供电、冷却等功能的正常运行。鉴于上述事实,本文利用ANSYS有限元软件仿真了TF馈线系统在受到地震力作用下的结构峰值响应。  分析中,采用了比较流行的响应谱分析方法(RSA),用来计算TF馈线系统的地震动响应。此种分析方法操作相对容易,且计算结果的准确性高,因此被广泛地应用于抗震设计中。  鉴于这样一个事实即:承受动力载荷的系统,自身对载荷的响应由系统固有频率决定。因此在进行响应谱分析前,首先提取了TF馈线系统的前200阶固有频率和对应的模态。在响应谱分析中,采用了层间谱作为输入频谱计算了结构在三个方向上(两个水平向和一个垂直向)的峰值响应(位移,应力)。同时将这些结果与结构自重分析结果相组合,得到TF馈线系统在结构自重与地震动载荷工况下的峰值响应。  最后依据ITER抗震设防标准,通过分析结果判断了TF馈线系统的峰值响应满足了抗震设计规范。
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