本文關(guān)鍵詞：40T混合磁體外真空杜瓦平臺(tái)設(shè)計(jì)及優(yōu)化

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【摘要】：本課題來源于國家大科學(xué)工程“穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場裝置”中40T混合磁體裝置項(xiàng)目。國際上擁有20T以上的穩(wěn)態(tài)磁體的強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)中心僅分布在主要的工業(yè)大國,中國的強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)室成立于1980年。40T混合磁體的建立將標(biāo)志我國將與美、法、荷、日并列成為世界五大穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場科學(xué)中心之一,對(duì)于提升我國相關(guān)前沿學(xué)科的基礎(chǔ)研究水平、帶動(dòng)相關(guān)新興高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。 40T混合磁體外杜瓦平臺(tái)是強(qiáng)磁場裝置的重要部件之一,平臺(tái)在強(qiáng)磁場條件下工作環(huán)境非常復(fù)雜,平臺(tái)主要包括兩大部分：真空杜瓦、抽氣系統(tǒng)。課題對(duì)40T混合磁體外杜瓦平臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析,滿足磁體運(yùn)行所需的真空環(huán)境；滿足磁體勵(lì)磁機(jī)運(yùn)行過程平臺(tái)的穩(wěn)定性。通過ANSYS分析,優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案,并保證在故障狀態(tài)下設(shè)備的安全性。 課題從穩(wěn)態(tài)磁場裝置工程及其意義介紹開始,根據(jù)超導(dǎo)磁體對(duì)平臺(tái)的基本功能需求及結(jié)構(gòu)要求,系統(tǒng)全面的介紹該平臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式,對(duì)整體平臺(tái)的設(shè)計(jì)、建模進(jìn)行詳細(xì)的闡述。同時(shí)利用CATIA軟件的機(jī)械設(shè)計(jì)模塊建立關(guān)鍵零部件有限元模型,通過ANSYS分析軟件分析該構(gòu)件在實(shí)際載荷及故障載荷條件下的應(yīng)力和形變的響應(yīng),得出靜力分析及優(yōu)化分析的結(jié)果,對(duì)整個(gè)平臺(tái)受力狀況進(jìn)行全面分析和展示。確定平臺(tái)結(jié)構(gòu)后,對(duì)平臺(tái)真空室做理論計(jì)算和設(shè)計(jì)。通過放氣量計(jì)算,對(duì)選泵、配泵及管路設(shè)置和抽氣時(shí)間等有一個(gè)比較全面的計(jì)算描述。最后文章通過對(duì)于特殊部件數(shù)控模擬實(shí)際加工驗(yàn)證結(jié)構(gòu)合理性。激光測量儀對(duì)產(chǎn)品加工過程關(guān)鍵尺寸進(jìn)行有效的測量和實(shí)時(shí)監(jiān)測,對(duì)大尺度環(huán)境現(xiàn)場裝配的精度控制及裝配進(jìn)行測量的方式,對(duì)數(shù)據(jù)、模型及有限元分析結(jié)果對(duì)比分析。 通過計(jì)算機(jī)集成化制造思想指導(dǎo)整個(gè)設(shè)計(jì)制造及裝配過程,將設(shè)計(jì)-生產(chǎn)-裝配過程程序化、節(jié)點(diǎn)化及參數(shù)化,從而控制整個(gè)流程。對(duì)40T混合磁體工作平臺(tái)進(jìn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)及性能研究,對(duì)其相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化及性能預(yù)測,為該平臺(tái)的生產(chǎn)及裝配使用提供指導(dǎo)和依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：40T 杜瓦 強(qiáng)磁場 真空 激光跟蹤儀
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH702
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-23
• 1.1 課題意義16-17
• 1.2 課題背景17
• 1.3 國內(nèi)大型實(shí)驗(yàn)裝置現(xiàn)狀17-21
• 1.3.1 EAST托卡馬克裝置真空室結(jié)構(gòu)18
• 1.3.2 ITER真空18-20
• 1.3.3 美國SCH磁體裝置20-21
• 1.3.4 其它強(qiáng)磁場裝置21
• 1.4 論文主要內(nèi)容21-22
• 1.5 本章小結(jié)22-23
• 第二章 杜瓦結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23-30
• 2.1 杜瓦結(jié)構(gòu)選型23-27
• 2.1.1 外筒體組件結(jié)構(gòu)選型23-24
• 2.1.2 蓋板組件結(jié)構(gòu)選型24-25
• 2.1.3 下底板及支撐組件結(jié)構(gòu)25-26
• 2.1.4 中筒組件結(jié)構(gòu)26-27
• 2.2 材料選擇27-28
• 2.3 初步設(shè)計(jì)28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 杜瓦結(jié)構(gòu)計(jì)算30-34
• 3.1 外筒、內(nèi)筒體負(fù)荷計(jì)算30-31
• 3.2 蓋板負(fù)荷計(jì)算31-32
• 3.3 下底板負(fù)荷計(jì)算32
• 3.4 支撐組件負(fù)荷計(jì)算32-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第四章 杜瓦結(jié)構(gòu)有限元分析34-50
• 4.1 有限元法簡介34-35
• 4.2 CATIA簡介35-37
• 4.3 ANSYS簡介37-38
• 4.4 杜瓦有限元分析38-49
• 4.4.1 杜瓦受力情況38-39
• 4.4.2 筒體、蓋板組件有限元分析39-42
• 4.4.3 下底板及支撐組件有限元分析42-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第五章 杜瓦真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)50-67
• 5.1 設(shè)計(jì)概述50-51
• 5.1.1 真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)已知條件50
• 5.1.2 真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的一般程序50
• 5.1.3 真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需注意的問題50
• 5.1.4 杜瓦的真空技術(shù)要求50-51
• 5.2 抽氣方案選擇51-53
• 5.2.1 常用抽氣方案51-52
• 5.2.2 最終抽氣系統(tǒng)方案52-53
• 5.3 主抽氣管道壁厚選擇53-55
• 5.3.1 主管路有限元分析53-55
• 5.4 真空室組件計(jì)算55-57
• 5.4.1. 杜瓦真空腔體結(jié)構(gòu)描述55
• 5.4.2 組件計(jì)算55-57
• 5.5 選主泵57-63
• 5.5.1 真空室內(nèi)放氣流量的計(jì)算57
• 5.5.2 主泵抽速粗算57-58
• 5.5.3 主泵選取與驗(yàn)證58-61
• 5.5.4 前級(jí)泵的選配61-62
• 5.5.5 前級(jí)泵驗(yàn)證62-63
• 5.6 抽氣時(shí)間的計(jì)算63-65
• 5.6.1 預(yù)真空抽氣時(shí)間的計(jì)算63-65
• 5.6.2 主泵抽氣時(shí)間計(jì)算65
• 5.7 本章小結(jié)65-67
• 第六章 杜瓦工藝流程及檢測67-74
• 6.1 零部件工藝流程67-71
• 6.1.1 上蓋板工藝流程67-68
• 6.1.2 上筒體、下筒體工藝流程68
• 6.1.3 中筒體工藝流程68-70
• 6.1.4 底板工藝流程70
• 6.1.5 支撐組件70-71
• 6.2 尺寸檢測71-73
• 6.2.1 LEICA AT401激光跟蹤儀介紹71-72
• 6.2.2 場地基準(zhǔn)搭建72
• 6.2.3 測量與分析72-73
• 6.3 本章小結(jié)73-74
• 第七章 總結(jié)和展望74-76
• 7.1 設(shè)計(jì)工作總結(jié)74
• 7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)74
• 7.3 展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-78
• 讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文78-79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：907017