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美国Duratek公司Hanford能源局为了运输含有放射性污染废料的套箱（形状类似于上图所示），设计，分析并制造了一个工业标准（IP-2）包装的容器（如左下图和右下图所示）。这个容器能够在运输这些放射性废料到指定垃圾堆放站的过程中避免人员或周围的环境遭到辐射。 |
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ALGOR 的机械运动仿真(MES)结果显示出IP-2套箱容器有限元模型，在一角向下跌落两尺情况下的应力分布，以及塑性变形结果。
容器的剖面显示可以使用户看到在危险内部密封表面的应力和位移情况。在密封表面的高应力区正好位于跌落冲击点的后面。Duratek公司认为这个局部的高值应力是无关紧要的，因为密封表面的位移并不足以使得密封垫圈破裂。因此，分析结果指出容器仍完好，设计成功通过跌落试验。
Duratek公司的Jeff Scott, P.E.使用ALGOR的MES软件模拟了IP-2套箱容器的跌落试验以说明对于结构强度进行调整的一致性。
当美国的能源局(DOE)，位于华盛顿洲东南部，需要使用一个安全的容器来处理一些放射性废料时，他们选择使用便捷而又经济的ALGOR机械运动仿真软件(MES)来校核容器的结构强度。作为失效而被废弃核能工具的一部分，一种叫做套箱的含有放射性污染的仪器（一种钢制的隔离室，含有内嵌的空间以允许操作人员远程控制放射性材料）需要被移除并且运到指定的环境恢复处理站(ERDF)，然后在不暴露于人员和环境的情况下安全掩埋。
提供一个放射性套箱的安全移除，运输和处理的责任则由Duratek公司完成。Duratek公司是DOE合作Hanford站点清洁小组的成员，也是放射性污染废料处理解决方案的提供商。Duratek公司设计了一个工业标准的容器并进行严格的调整来保证容器的屏蔽，密封和结构强度。
Duratek公司使用ALGOR有限元(FEA)软件来校核IP-2型套箱容器结构强度，包括模拟一个两尺高的跌落试验（按照美国联邦标准49
CFR 173.465, "Type A Packaging Tests"）。“这个标准允许用户证明其需求可以满足物理测试和分析，”
Duratek公司的Jeff Scott, P.E.说，那样的话，我们可以基于物理试验，使用ALGOR来校核IP-2型套箱容器结构强度。如果真要做试验的话？则必须买材料，加工试样，准备初步试验并进行最后的实验分析？这将会是非常耗费时间和资金的。使用ALGOR的MES软件分析来说明我们的产品满足联邦标准则为我们节省了大量的时间和金钱。
应用FEA处理放射性废料
自从1986年，Duratek已经成为了美国提供完全服务的环境补救承包商的领头者。客户一般包括商业的核反应站，美国能源局（DOE），美国防御局（DOD），大学，医院以及实验室等。在DOE的Hanford站点，Duratek对一些关键性的职责提供管理和专业的服务，包括确定废料特征，废料验收，废料包装，废料运输，后勤保障以及对废料包装的测试等。
“我们使用ALGOR有限元软件进行设计的审核，包括非线性模拟跌落试验，”Scott说，“我们选择ALGOR的MES软件是因为他组合了机动和应力分析功能，这使得我们可以研究机械运动的过程和结果，如冲击，屈曲以及永久变形等。”
对于IP-2型套箱容器，Duratek设计了一个矩形的钢制结构，大约22英尺长，6英尺宽，12英尺高，当装满货物重达27,000磅。
它包含结构加强部件和密封装置来确保满足联邦的运输标准。在运输到ERDF堆放站之后，泥浆被灌注到容器中以填补套箱周围的空隙并将容器进行掩埋。
“在容器的设计过程中，我们使用ALGOR进行一些类型的分析，”Scott补充说，“针对容器的不同部分，我们进行屈曲和线性静态应力分析以校核结构强度是否安全。此外，我们还模拟了堆栈试验。这是联邦标准对IP-2型容器的要求。这个试验是在容器的顶端施加了一个大小等于5倍容器自重的压力24个小时。另外一个需求就是2英尺的跌落试验。标准中还指定容器必须在最薄弱的方向进行着地。在以上的要求中，跌落试验的标准是最难满足的。”
模拟跌落试验
ALGOR MES的分析目的是为了确定IP-2型套箱容器在两尺高的跌落试验后是否能够保证安全。Duratek决定将容器的顶端一角进行着地处理。这是因为密封圈位于容器顶端内侧接近流体部分，是最容易产生破坏并引起总体失效的关键。如果容器产生破坏，则顶端两个密封装置必须要移动0.1875英寸。
Scott使用Autodesk Inventor建立了一个IP-2型套箱容器的CAD固体模型。然后他和他的同事使用ALGOR的MES模拟了跌落试验。“我们简化了Inventor建立的模型以用于FEA分析，去掉了一些小的复杂的特征结构，仅保留了必要的特征。”Scott说，“然后，我们使用ALGOR的InCAD技术将CAD模型从Autodesk
Inventor中导入ALGOR。这个操作是非常简单的。在Inventor的下拉菜单中，就有一个选择ALGOR并进行网格划分的选项。我所需要作的就是点击它，然后模型就进入到了ALGOR的FEMPRO界面下。”
有限单元的网格划分使用了8节点的块体单元。“在做这个项目时，我咨询了ALGOR的技术支持服务，”Scott说，“他们建议我使用更适合的单元模拟薄截面的结构，这可以确保在模拟容器壁的时候厚度方向最少有两个单元。”此外，网格细化工具帮助我在冲击点附近区域进行细化操作。“我们指定角上的细化点，然后使用更小的单元网格划分，这对计算收敛非常有帮助，且可以得到更精确的结果。”
模型被放置在一个冲击平面的上端，初始速度被设置让其等于容器在两英尺高的位置自由落体时的速度（每秒136英尺）。“这个模拟技术缩短了运行时间，因为它去掉了容器丛空中落的求解计算。”Scott解释说。
模拟执行时间为0.0409秒，捕捉频率为0.0001秒。模型还考虑了容器的自重做为唯一的载荷。“机械运动模拟与传统MES上的FEA不同，它不需要定义任何约束条件，载荷，”Scott说，“它在物理的运动定律下模拟重力的影响。”
材料性质被定义为steel (ASTM A572)，这只需要从ALGOR的内嵌材料库中进行选择。质量密度被人为定义来模拟IP-2型容器总的运输重量(27,000
lbs)。初始的分析运算指出需要修正分析设置以达到更快的收敛。“通过改变收敛准则，我们可以很快得到结果并保证求解精度，”
Scott说。
解释分析结果
结果评估和显示工具包含数字显示，云图显示，等值线显示以及模拟动画等，以用来说明IP-2型容器在跌落后的应力分布，位移特征。“虽然容器角落处按照期望地发生了塑性变形，但是密封圈表面并没有发生很大的位移，不足以使容器发生破裂；”Scott说。“只要密封圈没有破坏，则整个容器就处于一个安全的状态。”使用ALGOR的MES，Duratek成功地校核了容器设计并通过了跌落试验模拟。
对FEA进一步计划
从跌落模拟的反馈来看，Scott评论说，“我懂得了很多关于收敛准则以及其他非线性分析参数的知识。这些经验在我们执行其他的跌落试验的项目中也是非常有帮助的。ALGOR是一个非常有帮助的软件，可以帮助我们方便，快捷地校核我们的设计。”
想要了解更多的ALGOR软件的功能，请参见网址：
http://www.algor.com/
或者
http://www.algor.com.cn/
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