[发明专利]基于梁有限元模型构建屏蔽式核主泵数字样机方法

摘要

基于梁有限元模型构建屏蔽式核主泵数字样机方法，属于核反应堆冷却剂泵设计和制造。构建步骤：一、依据核主泵零部件几何及装配关系，生成核主泵几何建模模块；二、在核主泵几何模型基础上，生成转子组件梁有限元建模模块、轴承支撑系统建模模块，及泵壳组件梁有限元建模模块；三、集成转子组件、轴承支撑系统及泵壳组件模型，建立梁有限元总体模型，生成核主泵总体建模模块，以核主泵运行参数下运行载荷数据库模块为信息支撑，构建核主泵三维数字样机；四、核主泵性能分析模块接收三维数字样机，调用梁有限元总体模型计算数据作为输入，输出核主泵动力学响应和噪声分析、抗震分析、零部件受力分析的仿真结果。优点：核主泵动力学特性分析准确。

主权项

1.基于梁有限元模型构建屏蔽式核主泵数字样机方法，其特征在于，所述屏蔽式核主泵数字样机包括核主泵几何建模模块、转子组件梁有限元建模模块、轴承支撑系统建模模块、泵壳组件梁有限元建模模块、核主泵总体建模模块、核主泵运行载荷数据库模块和核主泵性能分析模块，按照以下步骤构建：/n（1）依据核主泵的泵壳、泵轴、叶轮、飞轮、导轴承、电机定转子及屏蔽套、推力轴承几何结构及其装配关系，建立用于核主泵梁有限元建模的几何模型，生成核主泵几何建模模块；/n（2）在核主泵几何模型基础上，针对叶轮、飞轮、泵轴、电机转子及屏蔽套构成的转子组件，以Timoshenko梁模型模拟转子组件的横向振动，以拉杆模型模拟转子组件的轴向振动，生成转子组件梁有限元建模模块；/n（3）在核主泵几何模型基础上，针对推力轴承推力盘、推力瓦、上下平衡块和支撑板构成的轴承支撑系统，以上下平衡块的质量块模型模拟轴承支撑系统的转动和轴向振动，以推力瓦和支撑板的质量块模型模拟轴承支撑系统的轴向振动，生成轴承支撑系统建模模块；/n（4）在核主泵几何模型基础上，针对泵壳、导叶、电机定子及屏蔽套构成的泵壳组件，以Timoshenko梁模型模拟泵壳组件的横向振动，以拉杆模型模拟泵壳组件的轴向振动，生成泵壳组件梁有限元建模模块；/n（5）集成转子组件梁有限元模型、轴承支撑系统模型和泵壳组件梁有限元模型，建立核主泵梁有限元总体模型；/n（6）以核主泵运行参数作为输入，考虑全工况下地震载荷、叶轮水力载荷、飞轮离心力、扭矩载荷、摩擦载荷、电磁拉力、轴承液膜刚度与阻尼，以及间隙环流附加质量、刚度与阻尼，生成核主泵运行载荷数据库模块；/n（7）在核主泵运行参数下，以运行载荷数据库模块为核主泵梁有限元总体模型的信息支撑，生成核主泵总体建模模块，构建核主泵三维数字样机；/n（8）通过核主泵性能分析模块接收所述核主泵三维数字样机，根据核主泵动力学响应和噪声分析、抗震特性分析、零部件受力分析的分析请求，调用梁有限元总体模型耦合计算数据作为输入，输出或基于物理过程运算后输出核主泵动力学性能仿真结果。/n