核級(jí)閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中蝸輪蝸桿傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)接觸分析及其疲勞壽命研究.pdf

1、核級(jí)閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在核電工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，而蝸輪蝸桿傳動(dòng)作為核級(jí)閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中重要的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其運(yùn)動(dòng)特性對(duì)核級(jí)閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)性能的發(fā)揮乃至核電設(shè)備運(yùn)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(yùn)行溫度、放射性、振動(dòng)條件下的穩(wěn)定性及安全等級(jí)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(jí)閥門在載荷突變情況下仍能夠穩(wěn)定運(yùn)行，因此與普通閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比其技術(shù)要求更高。本文針對(duì)核級(jí)閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

2、中蝸輪蝸桿的傳動(dòng)特點(diǎn)和要求，構(gòu)建了蝸輪蝸桿傳動(dòng)復(fù)雜曲面的三維模型，利用Ls-dyna和Fe-safe軟件分別進(jìn)行了蝸輪蝸輪蝸桿傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)接觸分析和疲勞壽命研究，同時(shí)對(duì)核級(jí)閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行了疲勞壽命試驗(yàn)。
　　本文的主要研究工作內(nèi)容如下:
　　(1)建立了蝸輪蝸桿傳動(dòng)的三維裝配模型。以核級(jí)閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中蝸輪蝸桿傳動(dòng)的工程實(shí)際應(yīng)用為背景，進(jìn)行蝸輪蝸桿傳動(dòng)的三維模型設(shè)計(jì)，并對(duì)蝸輪蝸桿傳動(dòng)進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì);針對(duì)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(jìn)行蝸輪蝸桿的精確建模和裝配設(shè)計(jì)。
　　(2)針對(duì)核級(jí)閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)振動(dòng)條件下的穩(wěn)定性要求，利用Ls-dyna軟件對(duì)蝸輪蝸桿傳動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)接觸分析，并將模擬結(jié)果與蝸輪蝸桿的理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了校核分析;同時(shí)最后討論了不同加載時(shí)間對(duì)蝸輪蝸桿傳動(dòng)接觸性能的影響。
　　(3)協(xié)同Ansys、Adams和Fe-safe軟件對(duì)蝸輪

4、蝸桿傳動(dòng)的疲勞壽命進(jìn)行分析。以動(dòng)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(duì)蝸輪蝸桿傳動(dòng)的疲勞壽命和疲勞安全系數(shù)分布進(jìn)行可視化，并討論了表面粗糙度和殘余應(yīng)力對(duì)蝸輪蝸桿傳動(dòng)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(dòng)的疲勞壽命測試，并將之與模擬分析結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，討論兩者存在差異的原因。
　　通過對(duì)蝸輪蝸輪蝸桿傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)接觸和疲勞性能分析，為核級(jí)閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)