核工程
關(guān)注創(chuàng)建者：小金蟲 創(chuàng)建時間：2017-02-17
核工程的實例教程
隨著磁約束核聚變研究向高參數(shù)、長脈沖、高約束模式發(fā)展，聚變裝置對供電系統(tǒng)的要求已遠超常規(guī)工業(yè)電源。無論是超導(dǎo)磁體勵磁、中性束注入高壓供電，還是等離子體診斷、弧流驅(qū)動等環(huán)節(jié)，都需要電源具備極低紋波、高穩(wěn)定度、快速動態(tài)響應(yīng)以及在強電磁干擾環(huán)境下長期可靠工作的能力。尤其是在脈沖工況下，電源需在毫秒級時間內(nèi)完成能量精確輸出，任何波動都可能影響等離子體約束狀態(tài)。
在國內(nèi)新一代聚變裝置建設(shè)中，電源系統(tǒng)的自主化程度不斷提升。武漢森木磊石長期深耕大功率高精度特種電源領(lǐng)域，圍繞 HL?2M 等聚變裝置的實際需求，開發(fā)了適用于磁體系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、真空系統(tǒng)及診斷系統(tǒng)的系列化電源產(chǎn)品。其在高壓絕緣設(shè)計、高頻軟開關(guān)拓撲、多模塊串并聯(lián)均流均壓控制、電磁兼容優(yōu)化等方面形成了成熟技術(shù)方案，能夠滿足聚變裝置復(fù)雜工況下的高精度、高可靠供電需求。
深耕聚變電源領(lǐng)域，具備完整工程驗證經(jīng)驗的國產(chǎn)電源供應(yīng)商，將在產(chǎn)業(yè)鏈中承擔(dān)越來越重要的角色。其中，武漢森木磊石作為
國內(nèi)聚變電源解決方案最齊全、應(yīng)用案例最多的企業(yè)，憑借覆蓋PSM電源模塊、陽極高壓電源、輔助放電電源等全品類的完整解決方案，依托在 HL?2M 這一國內(nèi)核心托卡馬克裝置配套中積累的豐富技術(shù)與項目經(jīng)驗，持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品性能、完善解決方案，不僅為當(dāng)前聚變實驗裝置提供穩(wěn)定可靠的電力支撐，更將助力國產(chǎn)聚變電源技術(shù)的迭代升級，推動我國磁約束核聚變工程化進程穩(wěn)步向前，為實現(xiàn)聚變能源自主可控奠定堅實基礎(chǔ)。
展開 力學(xué)分析強調(diào)的是突出主要矛盾，當(dāng)對一個結(jié)構(gòu)背后的工程問題不了解時，盲目去進行有限元分析，雖然能夠得到各種云圖和曲線結(jié)果，但是卻不知道參考哪些結(jié)果，參考哪些位置的結(jié)果，按照什么準則進行參考，甚至不知道如何判斷計算結(jié)果是否合理。
因此，在探索如何使用CAE分析工具處理和校核螺紋連接之前，首先需要了解工程校核中對于螺紋連接一般需要考慮哪些內(nèi)容，這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)可以幫助我們更加全面深入地了解螺紋連接的要點。
文章主要參考書籍：《螺紋緊固件聯(lián)接工程》-酒井智次。
02 校核考慮
擰緊（預(yù)緊）狀態(tài)
為了讓螺栓起到正常的連接作用，首先需要將螺栓擰緊，使得被連接件緊密相連。在這個過程中，如果單獨拿出螺栓部分，可以觀察到螺栓主要受到兩種載荷作用：
①軸向預(yù)緊載荷F
②螺紋扭矩載荷Ts
軸向預(yù)緊力載荷大家相對比較容易理解，螺母的旋轉(zhuǎn)運動會通過螺紋使得螺栓桿產(chǎn)生軸向伸長（斜面原理），這樣螺栓由于伸長會在內(nèi)部產(chǎn)生拉力載荷，當(dāng)拉力載荷達到我們預(yù)期的夾緊程度時會稱為預(yù)緊力F。
展開 鞍鋼落實國家核電機組關(guān)鍵材料自主化開發(fā)政策，先后與上海核工程研究設(shè)計院、東方鍋爐、哈電重裝等20多個單位開展合作，成立聯(lián)合研發(fā)中心，組建了一支善于鉆研、創(chuàng)新求實、勇于攀登的高精尖技術(shù)研發(fā)團隊。鞍鋼核電用鋼在產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新方面，經(jīng)過十多年的不懈努力、刻苦攻關(guān)，現(xiàn)已形成獨具鞍鋼特色的核反應(yīng)堆安全殼系列用鋼、核島主設(shè)備系列用鋼、核電常規(guī)島配套結(jié)構(gòu)件系列用鋼以及核電不銹鋼及異質(zhì)復(fù)合系列用鋼等四大系列核電用鋼產(chǎn)品，累計品種多達30余個，可以形成對核電機組不同裝備所需板材的全覆蓋。2017年，鞍鋼股份當(dāng)選為我國核能材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟第一屆理事會理事單位。鞍鋼將持續(xù)與國內(nèi)權(quán)威核電材料研發(fā)單位合作，在實現(xiàn)核電板材國產(chǎn)化的同時，致力于研發(fā)海上核動力平臺、第四代高溫汽冷堆、快堆等新鋼種，引領(lǐng)國內(nèi)外核電用鋼發(fā)展，實現(xiàn)核電用高強度、高韌性碳鋼，高耐蝕、超寬規(guī)格不銹鋼板的全覆蓋。鞍鋼將以此次會議為契機，在核電關(guān)鍵材料新技術(shù)方面實現(xiàn)新突破，最終成為新一代核電用鋼標準的制定者和材料制造商。
核能是世界能源三大支柱之一，是典型的清潔、安全、穩(wěn)定的能源。我國是目前世界上在建核電機組最多的國家，也是連續(xù)30年從未中斷進行核電研發(fā)、建設(shè)的國家。2018年實現(xiàn)了全球首堆AP1000裝料、“華龍一號”揚帆出海、中俄200億核電大單等等，中國核電正在引領(lǐng)世界核電的發(fā)展。“真正的大國重器一定要掌握在自己手里”，作為核電機組關(guān)鍵裝備建造材料——核電用鋼，更是這項大國重器的核心技術(shù)。
中國原子能科學(xué)研究院、上海核工程研究設(shè)計院、中國核電工程有限公司、中廣核工程有限公司、東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司等18家核電設(shè)計、制造、使用單位的代表參加會議。
展開 在蘇聯(lián)政府撤走全部原子能專家后，核潛艇科研人員感到“舉目無親”的同時，國家恰逢經(jīng)濟困難時期，不可能同時支撐多個尖端項目的科研工作；加上“下馬風(fēng)潮”席卷全國，“拆廟趕和尚”勢不可當(dāng)，更可謂“雪上加霜”，發(fā)展核潛艇這樣的尖端高科技項目極其艱難。
1963年3月，中央軍委正式明確，核潛艇研制工作暫時“下馬”。劉華清同意核潛艇工程暫時下馬，但不主張“拆廟趕和尚”。他認為，研制核潛艇是海防建設(shè)的百年大計。攤子可以收，戰(zhàn)線可以縮，經(jīng)費可以壓，但核心研究機構(gòu)不能拆，骨干科研人才要保留。最終，讓劉華清倍感欣慰的是，雖然核潛艇工程暫時“下馬”，但科研機構(gòu)不僅沒有被撤銷，反而由研究室升格為研究所，科技骨干人才也最大限度得以保留。
“‘下馬’，叫我們自己好好讀書，調(diào)查研究先把這個事情搞清楚。所以在這個困難的時期，也給我們一個很好的機會，就坐下來讀書，調(diào)查研究，開會討論，你為什么要選這個數(shù)據(jù)，你為什么選這個壓力，大家一定打破砂鍋問到底。”時任核潛艇總設(shè)計師的彭士祿回憶說。
在短短的幾年時間里，核潛艇研制工程因為國民經(jīng)濟困難和“文化大革命”升級一度停滯。在聶榮臻、劉華清以及科研人員的奔走努力下，一份以中央軍委名義的“特別公函”，向27個省市數(shù)以千計的科研院所和生產(chǎn)廠家下發(fā)出。該公函提出核潛艇工程是毛主席親自批準的國防尖端技術(shù)項目，要求所有承擔(dān)工程項目的單位和人員，群策群力，大力協(xié)同，排除萬難，保質(zhì)保量按時完成各項任務(wù)。
“特別公函”在那動亂的歲月里，為核潛艇研制工程保住了一方“政治特區(qū)”，但實際的研制卻也不是那么容易。
有人說核潛艇項目啟動時是“三無”：無圖紙資料，無專家權(quán)威，無外來援助，完全是“自己探索著干，摸著石頭過河”。這話一點不假。
展開 Battelle 能源聯(lián)盟核工程教授、麻省理工學(xué)院材料科學(xué)與工程系 (DMSE) 教授 Ju Li 說：“開發(fā)更適合極端環(huán)境的材料始終是我們的迫切需要，我們相信這種方法在未來對其他材料具有巨大的潛力。”
這項研究在以題為“Strengthening additivelymanufactured Inconel 718 through in-situ formation of nanocarbides andsilicides”的論文被發(fā)表在4 月 5 日的《Additive Manufacturing》期刊上，同樣隸屬于材料研究實驗室(MRL) 的Li是該篇論文的三位通訊作者之一，另外兩位通訊作者是馬薩諸塞大學(xué)阿姆赫斯特分校的陳文教授和麻省理工學(xué)院機械工程系的A. John Hart教授。
相關(guān)論文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S221486042300091X?via%3Dihub=
△論文圖片概摘要
該篇論文的共同第一作者是麻省理工學(xué)院核科學(xué)與工程系 (NSE) 的博士后 Emre Teko?lu 和 Alexander O'Brien；NSE 研究生 AlexanderD. O'Brien；和麻省大學(xué)阿默斯特分校的劉健。其他作者是 Baoming Wang，麻省理工學(xué)院 DMSE 博士后；伊斯坦布爾技術(shù)大學(xué)的 Sina Kavak；MRL研究專家張勇；DMSE 研究生So Yeon Kim；NSE研究生王詩彤；和伊斯坦布爾技術(shù)大學(xué)的 Duygu Agaogullari。這項研究得到了 Eni SpA 通過麻省理工學(xué)院能源計劃、國家科學(xué)基金會和 ARPA-E 的支持。
展開 
核工程的相關(guān)專題、標簽、搜索
核工程的最新內(nèi)容
隨著我國核聚變研究進入工程化示范階段，聚變堆示范工程的建設(shè)成為推動聚變能源商業(yè)化的關(guān)鍵一步。相較于現(xiàn)有托卡馬克實驗裝置，聚變堆示范工程對聚變電源的需求呈現(xiàn)規(guī)模化、標準化、高可靠性的特點，需要大量適配長時連續(xù)運行、高功率輸出、智能化運維的聚變電源產(chǎn)品，為聚變電源的規(guī)模化應(yīng)用提供了廣闊機遇。
聚變堆示范工程對聚變電源的規(guī)模化需求，推動國內(nèi)電源企業(yè)向標準化、批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)型。
其中，武漢森木磊石作為
國內(nèi)聚變電源解決方案最齊全、應(yīng)用案例最多的企業(yè)，憑借覆蓋PSM電源模塊、陽極高壓電源、輔助放電電源等全品類的完整解決方案，依托在 HL?2M 這一國內(nèi)核心托卡馬克裝置配套中積累的豐富技術(shù)與項目經(jīng)驗，持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品性能、完善解決方案，不僅為當(dāng)前聚變實驗裝置提供穩(wěn)定可靠的電力支撐，更將助力國產(chǎn)聚變電源技術(shù)的迭代升級，推動我國磁約束核聚變工程化進程穩(wěn)步向前，為實現(xiàn)聚變能源自主可控奠定堅實基礎(chǔ)
隨著核聚變研究向工程化、規(guī)模化推進，核心裝備自主可控已成為行業(yè)共識。聚變電源的國產(chǎn)化不僅能降低裝置建設(shè)成本，更能實現(xiàn)快速迭代、定制化開發(fā)與現(xiàn)場技術(shù)支持，對提升裝置建設(shè)效率至關(guān)重要。
實現(xiàn)聚變電源自主化，需要企業(yè)在拓撲設(shè)計、控制算法、器件應(yīng)用、系統(tǒng)集成等方面形成完整能力，并通過真實托卡馬克裝置工況持續(xù)驗證優(yōu)化。
熱應(yīng)力和它所引起的強度、剛度問題，在航空、航天和核反應(yīng)堆工程的設(shè)備和構(gòu)件上的重要性是不言而喻的。
本次會議以“力學(xué)支撐核工程技術(shù)發(fā)展，創(chuàng)新驅(qū)動新質(zhì)生產(chǎn)力形成”為主題，邀請了來自國內(nèi)46家科研院所及高等院校的185名代表參加，分享最新研究現(xiàn)狀及展望未來發(fā)展趨勢。天洑軟件受邀參加并發(fā)表報告。
草繪方案進行概念建模（CAS模型）；
總布置工程師實時參考造型模型，校核造型方案（第一輪校核）；
總布置校核點通過模板快速完成，無需大量重做工作（總布置修改）；
設(shè)計師實時參考新的總布置方案進行造型更新（3D草繪修改）；
數(shù)模師實時參考修改后的3D草繪進行概念模型更新（CAS更新）；
總布置工程師實時檢查新的造型方案是否滿足工程要求（第二輪校核）；
同樣的協(xié)同設(shè)計方法可擴展應(yīng)用于早期的仿真分析和其他工程校核
圖 梁單元、板單元分析結(jié)果
經(jīng)過多年的市場驗證，TurboTides已廣泛應(yīng)用于航空工程、核工程、食品加工、能源化工、飛行器制造及生物醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域，是一款目前為數(shù)不多的能夠銷往北美等國家的國產(chǎn)CAE軟件。
5-以及核工業(yè)、海洋工程、電子化工、汽車制造等多種領(lǐng)域中。
二、鎢鋼
鎢鋼并不屬于鋼，是硬質(zhì)合金。鎢鋼一般含鈷不含鐵。嚴格來說包含鎢鋼在內(nèi)的硬質(zhì)合金算是金屬陶瓷的一種；
1-建筑&機械制造領(lǐng)域；由于其具有高硬度、高強度、耐腐蝕、耐磨性等諸多特點，鎢鋼通常被用于加固鋼筋混凝土、防爆門、防盜窗等建筑材料和制造刀具、車刀、銑刀等加工類工具。
611/640=1.05
02 案例思考
上述校核過程看起來好像并沒什么不妥，按照強度準則結(jié)構(gòu)應(yīng)力≤許用應(yīng)力，每一步都非常合理，但是大家如果仔細閱讀文章《CAE工程分析|螺紋連接:工程校核考慮
SNC-Lavalin在過去的十年里，與合作伙伴Aecon一起，作為達林頓核電站翻修工程、施工和采購活動的共同負責(zé)人，一直在推動其加拿大核團隊的發(fā)展。它也是布魯斯電力MCR的首選供應(yīng)商。
2017年，SNC-Lavalin收購了總部位于倫敦的阿特金斯公司，此舉被稱為“變革性”，加強了其全球影響力并擴大了其能力。
