基于QA1级质保等级要求,借鉴核电产品先进质量管理及生产经验,运用全面质量管理理念,总结了“华龙一号”辐照监督管首单产品批生产制造中的质量控制方法及经验反馈,保障了“华龙一号”海外首堆辐照监督管产品的制造质量与生产进度,对后续辐照监督管及其他相关核电产品的批生产质量控制具有借鉴意义。

为提高四通的刚度,对直径1000 mm的类球体四通进行结构优化。根据有限元法,对负载条件下的四通进行静力学分析,得到其最大变形量和最大应力值及所在位置。通过在四通应力较大、刚度较弱的部位增加加强板,可以减小传感器安装板跨距,同时形成更加稳定的三角形结构,从而提高四通的承载能力。以光轴水平时为例,优化后四通的最大变形量从0.07 mm减小至0.04 mm,最大应力值从2.68 MPa减小至1.01 MPa。对比优化前后不同俯仰角下四通的变形情况,结果表明优化后的四通不仅具有更小的变形量,同时也具有更加稳定的结构;经模态分析对比,优化后的四通具有更好的动态刚度。

对利用未经淡化处理海砂配制的超高性能混凝土(UHPC)的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、抗冻性能、抗氯离子渗透性能和护筋性能进行了系统的试验研究。结果表明:抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度分别大于120 MPa、20 MPa和12 MPa,弹性模量大于40 GPa,其抗冻等级超过F500,电通量值不超过50 C,力学性能和耐久性指标均满足GB/T 31387—2015《活性粉末混凝土》的要求。此外,本试验显示,经过40次的盐水浸烘循环试验后,未淡化海砂UHPC中的钢筋锈蚀风险较低。

论文总结了多光轴在空间旋转时形成的原因及其误差量，形成了兼顾安全和便捷的技术途径：首先以摄像机模拟非可见且对人眼有危害的激光器；其次设计加工出一种专用的回转基准调校基座和基准光源，通过转动基座，检测出摄像机光轴和可见光轴在空间不同相对位置的误差，采用双光楔方法进行调节；最后依托过渡工装使激光器光轴相对其安装面的精度与摄像机一致，由此保证了激光轴与可见光轴在任意方位角处均保持平行；其平行度误差不超过0．1mrad。

分别采用天然火山渣和珊瑚骨料配制轻骨料混凝土,研究了骨料预湿处理对天然火山渣混凝土和珊瑚骨料混凝土拌合物性能、抗压强度的影响,并对比研究了LC50天然火山渣和珊瑚骨料与同强度等级C50石灰石混凝土的抗氯离子渗透性能和早期收缩性能。试验结果表明,骨料预湿拌制工艺对于混凝土后期强度增长作用明显;天然火山渣与珊瑚骨料混凝土的抗氯离子渗透性能比普通混凝土差,而天然火山渣和珊瑚骨料都能有效抑制混凝土的早期收缩,3 d的收缩率不到普通混凝土的一半。

利用未经淡化处理的海砂配制了超高性能混凝土(UHPC),并研究了不同水胶比、砂胶比、胶凝材料体系、钢纤维掺量、养护制度对海砂UHPC的流动度、抗压强度、抗折强度的影响。试验结果表明:海砂UHPC的最优水胶比、砂胶比和纤维体积掺量分别为0.16、1.0和1.5%,最佳的胶凝材料体系组成是水泥、降黏剂和硅灰分别70%、15%和15%,最合适的热养护制度是70℃蒸汽养护;按照上述参数配制的海砂UHPC力学性能完全符合相关标准的要求。

采用筒压强度为3.72 MPa的低品位全珊瑚骨料配制LC30与LC50混凝土,针对低品位全珊瑚骨料混凝土28 d抗压强度很难超过50 MPa的问题,开展了基于水胶比、骨料预湿和人工海水拌养的抗压强度提升技术研究。结果表明:珊瑚骨料混凝土抗压强度随水胶比减小先增后减,水胶比0.20为极限水胶比,此时混凝土抗压强度最高;预湿骨料对水胶比较大的LC30混凝土强度提升较小,对于低水胶比的LC50珊瑚骨料混凝土强度提升明显;海水拌养有利于珊瑚骨料混凝土早期强度增长,但对28 d强度没有显著影响。

矫直机液压压下系统采用了非对称阀控非对称缸的方法,通过建立阀控缸系统的数学模型和构建液压控制系统的传递函数对非对称阀控非对称缸的性能进行分析,并用HYVOS软件对系统进行仿真,证明了非对称阀控非对称缸在矫直机液压压下系统中的控制比较灵敏,使整个系统的响应速度和控制精度都得到了提高,最后通过实验数据验证了本文理论和仿真分析的准确性。

导向筛管是超短半径水平井柔性钻具的重要组成部分,其结构尺寸的合理性直接影响钻具的造斜能力。基于导向筛管与井眼曲率相匹配的条件,采用贝塞尔曲线拟合导向筛管运动轨迹方程,得到导向筛管单节最大长度。在满足强度和弯曲刚度条件基础上,对各结构参数进行了优化。采用有限单元法,考虑导向筛管的材料非线性及横缝之间的接触非线性,建立了导向筛管有限元模型,并给出了求解策略。对优化后的单节导向筛管进行力学分析,验证了导向筛管结构优化设计的合理性。研究成果为导向筛管开槽结构设计提供理论参考,为超短半径水平井的成功钻进提供必要的工具支持。

柔性钻杆是超短半径水平井钻井工具的重要组成部分,其结构设计的好坏直接影响钻井工具的工作性能。根据柔性钻杆的强度条件以及与导向筛管的几何关系,得到了满足不同井眼曲率半径的柔性钻杆结构参数;考虑球头柱键与凹槽的接触非线性及柔性钻杆的材料非线性特性,采用有限单元法建立了单节柔性钻杆有限元模型;对不同结构参数的柔性钻杆进行了仿真分析,均满足强度和刚度的要求,验证了柔性钻杆参数化设计的合理性。该研究成果可为超短半径水平井柔性钻具的结构设计提供理论参考。