【摘 要】
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超导磁体的主要运输方式是海运。在磁体的海运过程中,船舶在海面波浪的作用下会发生摇荡运动,从而对固定在船舶上的超导磁体产生随机激励。此外,超导磁体在装卸的过程中也会受到
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超导磁体的主要运输方式是海运。在磁体的海运过程中,船舶在海面波浪的作用下会发生摇荡运动,从而对固定在船舶上的超导磁体产生随机激励。此外,超导磁体在装卸的过程中也会受到一定的冲击载荷。为保证超导磁体在运输、装卸过程中的安全性,需要设计一套具有足够强度、刚度以及减振隔冲性能的超导磁体运输托盘,并验证其结构静、动力学性能。本文通过动力学仿真分析方法,分别求解磁体运输托盘在超导磁体的海运过程中受到的随机振动载荷以及装卸过程中的冲击载荷,计算橡胶减振支座的振动和冲击隔离效果,然后运用有限元分析方法验证磁体运输托盘的随机振动力学性能瞬态动力学性能。本文的主要研究内容如下:根据随机海浪理论,确定海面波浪的功率谱密度描述方法,完成随机海浪的数值建模。推导海运条件下,船舶受不规则海浪作用时的摇荡运动的动力学微分方程和功率谱密度函数,并通过仿真得到船舶摇荡运动的功率谱密度曲线。对超导磁体运输托盘内、外框架进行结构静力有限元分析,计算框架结构各部位的应力和变形值,分析结果表明运输托盘具有足够的强度和刚度。根据橡胶材料的超弹性本构模型,推导橡胶的Mooney-Rivlin模型参数。运用非线性有限元方法验证橡胶减振支座结构在静载荷作用下的力学性能。基于橡胶材料的粘弹性本构模型和迟滞回线理论,计算橡胶减振支座的冲击刚度,求解在半正弦加速度脉冲载荷作用下,磁体运输托盘内框架的瞬态冲击响应,并计算橡胶减振支座的冲击隔离率。在ANSYS有限元分析软件中对磁体运输托盘分别进行冲击响应分析和随机振动分析,计算结果表明磁体运输托盘的结构动力学性能满足超导磁体在海上运输过程和装卸过程中的安全性要求。
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