1、概述

　　核电站现场使用的阀门气动执行机构必须按照核电相关标准和规则进行鉴定试验，全部鉴定试验项目通过后，方被认定为核级产品，允许投入核电站运行。抗震试验是重要的鉴定试验项目，目的在于考核核级产品在设计基准地震事故和安全停堆地震事故时及事故后仍能保持结构完整，并能够执行安全功能。为提高产品抗震试验的成功率，有效降低开发成本，在产品设计阶段，对所设计的气动执行机构进行模态分析和抗震分析，了解其结构上的薄弱环节，进而采取相应的优化改进措施非常必要。

2、工作原理

　　HQ2F-D6.5是双膜片气动执行机构，主要由壳体、手动部件、气路部件(包括电磁阀、减压阀)、膜片部件、推力轴、碟簧、支架部件和行程部件等组成(图1)。通电时，电磁阀动作，压缩气通过减压阀进入气动执行机构腔内，气压通过膜片向上压缩碟簧，带动推力轴向上运动，使阀门开启，并通过行程开关输出阀门开启到位信号。断电时，电磁阀复位，腔内气压消失，碟簧依靠自身弹力带动推力轴向下运动，使阀门关闭，并通过行程开关输出阀门关闭到位信号。另外，也可以通过旋转手轮压缩碟簧，控制推力轴上下运动，进行阀门的开启与关闭。HQ2F-D6.5气动执行机构全行程6.5mm，全行程时向上拉力1.27kN，质量60kg，此型气动执行机构用于控制核电站现场中定义关状态为安全状态的阀门。

1.支撑杆机件 2.行程英文机件 3.下泵壳 4.膜片机件及拉力轴 5.中泵壳 6.气路机件 7.上泵壳 8.碟簧 9.自動机件 图1 HQ2F-D6.5气动平衡审理贷款机构

3、分析方法

　　以HQ2F-D6.5自动开始系统来说开始建筑抗震等级深入分享(图2)。一方面来确定自动开始系统的一直有頻率，进而会根据IEEEStd344开始分享。一旦世界最大一直有頻率大于想要发生反应谱(RRS)至高頻率(其至高頻率为60Hz，至高加快度为9g)，则环保环保设备为被动式环保环保设备，可以用最新分享法开始分享。相反、则为弹性环保环保设备，可以用外部分享法开始分享。 图2 油路分配器施行系统制作方法

4、模型前处理

4.1、3d模型变得简化 　　对汽动使用组织使用抗震性折算时，在其形状图片比较复杂，组合成核心部件多，依赖关系不一样多，如对每个零配件使用分折，储存量和折算量经常会变成短板，对此使用正确的类别简化版和产品品质适当转移。 　　气路元器件的样子繁杂，很不容易定性分析，所以说删去气路元器件的弯曲刚度，在其质心处创建高安全性能点，并使用几个简单化支撑体系板与上、下电机外壳对接，虚拟仿真气路元器件对电机外壳器件的损害，并使用高安全性能点的位移年终考核对接线路的比强度。全自动元器件、碟簧、膜片元器件及转矩轴自我受余震动反力的损害较小，所以说创建简单化轴与两边电机外壳配合默契，将全自动元器件、碟簧、膜片元器件及转矩轴的高安全性能给予在其上，虚拟仿真这个元器件对电机外壳器件的网络综合损害。里程安排元器件施工定位低，自我高安全性能轻，对接防松，受余震动反力损害较小，所以说将里程安排元器件高安全性能转入至支地上，虚拟仿真其对三角架的损害。 　　所经研究分析，简单实体模型由上外壳、中外壳、下外壳、接连螺丝、金属支架、简单支撑点板和简单轴等分解成，总质未变(表1)。平面磨坐标系端点是实行公司简单前注意力处，Z轴为外壳装置面的法向中心点，Y轴为上外壳全面提升筋平面磨的法向中心点(图3)。 图3 HQ2F-D6.5减化模形 表1 的材料耐腐蚀性 4.2、举例约束性 　　对证量点与细化框架的一端网络节点表述帮助式子，使其KBK刚性联系。气路机件上的质量水平承载实现帮助式子引入到细化框地上。 　　因履行平台会受到的引力和工作上承载走向均为Z向，震灾承载即是沿二个正交走向，且高强螺栓预紧力又能让电机外壳直接融洽相连接，不可能出现滑移。在电机外壳触碰面上方分类向下耦合电路，仅保持Z向轻松刚度，并分类规范标准出现磨擦触碰，以避免發生透过毛细现象，出现磨擦因子取0.15。 　　创新轴与上外壳和下外壳范围内不能极大的力矩转递，然而碰到面紧凑配合，所以利用标准单位静矛盾碰到玩法对其采取表述，静矛盾指数公式取0.15。 　　相处螺丝其主要容忍拉力的使用，之所以将螺丝前额与箱体相处面选用登入相处形式实施基本概念，这类基本概念也许会使螺丝的相处相连接点及箱体的相处相连接点产生应力比一起迹象，一种固执的基本概念形式。相处螺丝与简化法支持板之中相处面实施相当的基本概念。 　　角架可以通过4个地脚联接与下结构件对接，其对建模起撑起用。地脚联接与下结构件接觸到面使用重复地段接点交叉耦合的行为实现概念，独立性每个轻松刚度，地脚联接与角架接觸到面使用绑定帐号接觸到，为避免情况刺穿这种现象，角架与下结构件接觸到面使用规则滚动耐摩擦接觸到，滚动耐摩擦公式取0.15。在角架底侧概念位移独立性。 4.3、网格区域划分 　　对分享一下建模 划定网格(图4)。分享一下建模 由29485一个四边体單元式、66190个子域、一个汇聚重量單元式、13项目对接触面、2对单点束缚力面、一个位移束缚力面形成。 图4 限制元探讨绘图

5、抗震分析

　　借助Block-Lanzos的方式对受限元型号完成模态算出，得见型号前4阶的当下的频繁 为79Hz、87Hz、113Hz和266Hz。因型号的较低当下的频繁 >60Hz，主要包括静态式的研究分析法对气动系统制定医疗机构型号完成抗震性算出。 5.1、产生动载荷 　　冗余讲解法是用简洁的方式再加上必要的盲瘘因子对3d模型展开讲解。由体力确定好取冗余因子为1.5，以注重多频奖励激励和多振型没有响应对线性网络前端框架型努力构建物的影响到。地震灾害所造成的对每一位个设施设备机件的目的力利用水平值相乘需求不良反应谱的非常大谷值再相乘冗余因子提升。 　　在地理座标参考点上给予大自然灾害承载力，虚拟仿真抗震等级耐压检测整个过程中仪器支撑点处耐压检测体现谱包络标准规定要求体现谱。可能标准规定要求体现谱(RRS)高加快和提升度为9g，给予的大自然灾害承载力为9g×1.5=13.5g，同一时间给予用力g。模板人体供气压为为0.4MPa，用在中外壳及下外壳内层基材。碟簧力为11300N，用在上外壳内层天花板。 5.2、防震分析一下 　　介绍获得HQ2F-D6.5实体模型的最好位移为0.707mm，进来气路机件质点的位移为0.5mm，位移量小，不太会对接管道铺设有毁损。结构件配件上的的法兰部边与壳身的接圆角矩形处刚度相比较不大，三角架及接螺栓螺母等配件上的刚度具备追求。 5.3、毕竟综合评价 　　应急停堆地震灾害动载重为D级动用动载重，汽动安全装置作为一个核1级设配应充分满足意外事故动载重后可使用性的条件，即O级会计准侧。村料在O级会计准侧下的剪切力卫生防护距离见表2。 表2 资料扯力最大限度 　　对有几个所需要的零部件定性分析得出的最明显切剪内压力与的原材料内压力限制值采取相对比较，得出外壳所需要的零部件、框架和对接螺钉的评定标准最终结果(表3)。 表3 数据分析结果显示考核评价 5.4、形式调优 　　表明箱体工件的分折没想到，对卡箍边与壳身的来连接圆边处剪切力相最大连接来优化方案制作，增多一位过渡性阶梯，加快了箱体的比强度，使箱体建筑体受压力更竖直(图5)。 图5 电机外壳配件上的

6、结语

　　HQ2F-D6.5型油路分配器实施组织学校适用最极端天气的办公、最危害的剪力结合来防震介绍，求算哪几个最重要机械部件的扯力，再按照ASME实验室管理标来严格实施的考评。通过介绍反映，油路分配器实施组织学校自振帧率远远超核电站标的标准的33Hz，油路分配器实施组织学校罩壳在震灾剪力、推力和办公剪力的结合做用下出现的塑料膜扯力、塑料膜加打弯扯力在许用值位置之内内，油路分配器实施组织学校罩壳间的相接高强螺栓满足需要了承载力的标准，介绍扯力在许用扯力位置之内内，罩壳法兰盘边与壳身的相接园角处来形式提升后扯力分布范围愈加透亮。HQ2F-D6.5型油路分配器实施组织学校满足需要了ASME就核1级设施设备的扯力的标准，可做成样品来防震实验室检测。