核级阀门电动执行机构中蜗轮蜗杆传动的动态接触分析及其疲劳寿命研究

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1、核级阀门电动执行机构中蜗轮蜗杆传动的动态接触分析及其疲劳寿命研究AnalysisofDynamicContactandResarchonFatigueLifefortheWorminNuclearGradeValveElectricActuator姓独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

2、学位论文作者签名：师彳乏乡毛州侔彳月Io日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密学位论文作者签名：师躬云2_0，中年，月『o日指导

3、教师签名：胁黟必7IP年名月l矿日江苏大学专业硕士学位论文摘要核级阀门电动执行机构在核电工业中有着广泛的应用，而蜗轮蜗杆传动作为核级阀门电动执行机构中重要的传动机构，其运动特性对核级阀门电动执行机构性能的发挥乃至核电设备运行的安全性都具有十分重要的意义。由于在其工作过程中不仅要考虑环境温度、运行温度、放射性、振动条件下的稳定性及安全等级等，还需要满足具有一定的抗冲击载荷能力，且需要保证核级阀门在载荷突变情况下仍能够稳定运行，因此与普通阀门电动执行机构相比其技术要求更高。本文针对核级阀门电动执行机构中蜗轮蜗杆的传动特点和要求，构建了蜗轮蜗杆传动复杂曲面的三维模型，利用Ls—dyna和Fe．saf

4、e软件分别进行了蜗轮蜗轮蜗杆传动的动态接触分析和疲劳寿命研究，同时对核级阀门电动执行机构进行了疲劳寿命试验。本文的主要研究工作内容如下：(1)建立了蜗轮蜗杆传动的三维装配模型。以核级阀门电动执行机构中蜗轮蜗杆传动的工程实际应用为背景，进行蜗轮蜗杆传动的三维模型设计，并对蜗轮蜗杆传动进行了参数化设计；针对蜗轮蜗杆曲面复杂特性和要求，研究蜗轮蜗杆的三维建模方法，并且基于曲面插值理论和蜗杆成形理论，利用Solidworks软件进行蜗轮蜗杆的精确建模和装配设计。(2)针对核级阀门电动执行机构对振动条件下的稳定性要求，利用Ls-dyna软件对蜗轮蜗杆传动进行动态接触分析，并将模拟结果与蜗轮蜗杆的理论计算

5、结果进行了校核分析：同时最后讨论了不同加载时间对蜗轮蜗杆传动接触性能的影响。(3)协同Ansys、Adams和Fe—safe软件对蜗轮蜗杆传动的疲劳寿命进行分析。以动力学分析结果与静态接触应力分析结果为基础，借助Fe．safe和Ansys良好的接口性能，对蜗轮蜗杆传动的疲劳寿命和疲劳安全系数分布进行可视化，并讨论了表面粗糙度和残余应力对蜗轮蜗杆传动疲劳寿命和疲劳安全系数的影响。(4)开展了蜗轮蜗杆传动的疲劳寿命测试，并将之与模拟分析结果进行了对比分析，讨论两者存在差异的原因。通过对蜗轮蜗轮蜗杆传动的动态接触和疲劳性能分析，为核级阀门电动执行机构在实际工程中的应用与研究提供参考依据。关键词：核级

6、阀门，蜗轮蜗杆传动，数值仿真，疲劳寿命，接触分析核级阀门电动执行机构中蜗轮蜗杆传动的动态接触分析及其疲劳寿命研究ABSTRACTNucleargradevalveelectricactuatorhasbeenwidelyusedinthenuclearpowerplant．Beingthemostimportanttransmissionmechanisminnucleargradevalveactuator,itsmotioncharacteristicsseverelyaffectedthenuclearvalveelectricactuator’Sperformanceandthesaf

7、eoperationofnuclearpowerequipment．Since，wenotonlythinkabouttheambienttemperature、operatingtemperature、radioactivityandthestabilityandsafetyduringvibrationconditionsbutalsocontentacertainshockloadtobes