FenixEdu™

Dissertação

{en_GB=Analysis of bolted connection used in a reflectometry system for ITER} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Este trabalho tem como objetivo a proposição e avaliação de uma metodologia para realizar análises termo-estruturais de ligações aparafusadas de um sistema de refletometria para o ITER. Os principais factores a ter em conta nas análises são o alinhamento das ligações, visto que unem segmentos de guias de micro-ondas, e a comparação das distribuições de tensões obtidas com os limites definidos pelo ITER. As análises são realizadas no software de elementos finitos Ansys® Workbench Mechanical. Os modelos de ligação analisados foram criados e adaptados especialmente para o efeito, recorrendo ao desenho assistido por computador. Tanto as ferramentas de análise disponíveis no software de elementos finitos, como as opções de modelação utilizadas na metodologia proposta são descritas em pormenor. A metodologia proposta foi verificada, aplicando a mesma a problemas cuja solução analítica é conhecida. Foi também aplicada para a análise de ligações aparafusadas em três casos de carregamento distintos. Ligação sujeita apenas ao aperto dos parafusos,ligação sujeita a aperto e distribuição de temperatura imposta e ligação sujeita a aperto e um carregamento limite estático. Concluiu-se acerca das vantagens e limitações da metodologia proposta: Permite extrair informação sobre tensões nos parafusos que pode ser comparada com limites impostos pelo ITER, e sobre o alinhamento dos guias de onda. Apresenta problemas no que toca à convergência de tensões em pontos de singularidade e em interfaces de contacto. , en=The goal of this work was to propose and evaluate a methodology to perform thermal-structural analysis in bolted connections of a reflectometry system for ITER. The main concerns the analyses should cover are the connections’ alignment, given that they connect guides through which microwave radiation travels. Also the comparison between stress distributions and stress limits defined by ITER. The analyses were performed in Finite Element software Ansys Workbench Mechanical. The connection models were specially created for this work using computer-aided-design (CAD). Both the analysis tools provided by the software and the modelling options used in the proposed methodology are described in detail. The methodology was verified by applying it to solve problems for which analytical solutions are known. It was also applied to the analysis of bolted connections under three distinct loading cases. Connection subject only to bolt-tightening force, connection subject to bolt pre-tightening and imposed temperature distribution, and connection subject to bolt pre-tightening and “worst-case-scenario” static loading. Conclusions were drawn about the advantages and limitations of the proposed methodology: It is able to provide converged results on bolt stress that can be compared to ITER defined stress limits and to provide insight on waveguides alignment. It presents some problems regarding stress convergence in singularity points and contact regions.}
Keywords: {pt=ITER, refletometria, ligação aparafusada, elementos finitos, análise termo-estrutural, en=ITER, reflectometry, bolted connection, finite element analysis, thermal-structural analysis}

Discussão: abril 28, 2017, 14:0