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第卷第期上海大学学报¨ 然科学版
年月

核电水泵在热冲击下瞬态热效应
的研究和分析
——热弹性问题微分控制方程的建立和分析
曹清吴益敏张直明,、
机械电子工程学院】
提要本章简要推导丁基于连续介质力学理论而建立的热传导方程和热弹性运动方程进
而采用量纲分析洼并结台所研究的核电水泵材料及所受热载的特电,着重对方程中的耦台项
和动力项进行定陛时沦:最后,迁“
度梯度下动志热应力的变化行为本文的结论为采用基于非耦台和拟静态处理而形成的三维
时变有限元法对棱电水泵进行瞬态热效虚的数值分析提供理论前提
关键词核电水泵: 热冲击耦合效应动力效应
中图分类号
,在水泵有关生产
和设计部门此现象通常被称为’热冲击”在热冲击作用下,核电水泵矶组
处于强瞬变温度场、热应力场和热变形场之中水泵中一些关键部位如:密封处以及其它薄
弱环节或受强应力处,即日』
得泵内动件和静件间原有的间隙发生变化从而有町能导致水泵中转子的动力性态恶化水
泵的有关设计部门在多年的实践中已确认此问题为必需予以重视和亟待解决的关键性技术
难题考核棱电水泵机组的热冲击适应性能力亦已纳入有关的工程技术规范书中由于问题
,水泵机组热冲击适应能力
的考核手段国内还尚停留在代价昂贵的实物实验阶段;经联机检索亦未见国外有相关的研
究文献发表
微分方程的建立和分析一
考察核电水泵机组结构在热冲面载荷作用下的强度和热变形问题是属热弹性力学研究
:在非定常的急剧冷却或急剧加热的情形
收稿日期:一
上海高等学校科技发展基金资助项目
:
为使推导过程简荷在建立微分控制方程时采用了爱固斯坦标记挂
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:海大学学报自然科学版
下热弹性体产生剧烈的温度变化. 【由

变形还会对弹性体盼温度场分布产生影响热冲击问题的这特征体现在热传导方稃中的
耦台项和热弹性运动‘程巾的动力项换言之,热冲击问题的严密求解原叫上必坝汁人这
些项的影响然『,
问题的研究在实际【程领域中的开展研究表明:耦台项、动力项对题求解的影响. 主

度不太大的情热冲击题町转化成一般的非定常题此种隋形口称为“伪热冲
¨『题进
行求解. 此庄研究热冲击题之前依据材料特性和热载特点刘问题的性质进行定位显
得很有必要. 是,则使得某“伪热冲击’题得到有依据的简化从而避免繁琐的数
学处理使题的求解变为町能且结论同样有效
. 热传导方程的建立
基率程的推导
对于