發(fā)布時間：2017-09-23 19:16

  本文關鍵詞：40T混合磁體外真空杜瓦平臺設計及優(yōu)化

  更多相關文章： 40T 杜瓦 強磁場 真空 激光跟蹤儀

【摘要】：本課題來源于國家大科學工程“穩(wěn)態(tài)強磁場裝置”中40T混合磁體裝置項目。國際上擁有20T以上的穩(wěn)態(tài)磁體的強磁場實驗中心僅分布在主要的工業(yè)大國,中國的強磁場實驗室成立于1980年。40T混合磁體的建立將標志我國將與美、法、荷、日并列成為世界五大穩(wěn)態(tài)強磁場科學中心之一,對于提升我國相關前沿學科的基礎研究水平、帶動相關新興高技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。 40T混合磁體外杜瓦平臺是強磁場裝置的重要部件之一,平臺在強磁場條件下工作環(huán)境非常復雜,平臺主要包括兩大部分：真空杜瓦、抽氣系統(tǒng)。課題對40T混合磁體外杜瓦平臺進行結構設計及分析,滿足磁體運行所需的真空環(huán)境；滿足磁體勵磁機運行過程平臺的穩(wěn)定性。通過ANSYS分析,優(yōu)化結構方案,并保證在故障狀態(tài)下設備的安全性。 課題從穩(wěn)態(tài)磁場裝置工程及其意義介紹開始,根據(jù)超導磁體對平臺的基本功能需求及結構要求,系統(tǒng)全面的介紹該平臺的結構形式,對整體平臺的設計、建模進行詳細的闡述。同時利用CATIA軟件的機械設計模塊建立關鍵零部件有限元模型,通過ANSYS分析軟件分析該構件在實際載荷及故障載荷條件下的應力和形變的響應,得出靜力分析及優(yōu)化分析的結果,對整個平臺受力狀況進行全面分析和展示。確定平臺結構后,對平臺真空室做理論計算和設計。通過放氣量計算,對選泵、配泵及管路設置和抽氣時間等有一個比較全面的計算描述。最后文章通過對于特殊部件數(shù)控模擬實際加工驗證結構合理性。激光測量儀對產(chǎn)品加工過程關鍵尺寸進行有效的測量和實時監(jiān)測,對大尺度環(huán)境現(xiàn)場裝配的精度控制及裝配進行測量的方式,對數(shù)據(jù)、模型及有限元分析結果對比分析。 通過計算機集成化制造思想指導整個設計制造及裝配過程,將設計-生產(chǎn)-裝配過程程序化、節(jié)點化及參數(shù)化,從而控制整個流程。對40T混合磁體工作平臺進行相關結構及性能研究,對其相關參數(shù)進行優(yōu)化及性能預測,為該平臺的生產(chǎn)及裝配使用提供指導和依據(jù)。
【關鍵詞】：40T 杜瓦 強磁場 真空 激光跟蹤儀
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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)大型實驗裝置現(xiàn)狀17-21
• 1.3.1 EAST托卡馬克裝置真空室結構18
• 1.3.2 ITER真空18-20
• 1.3.3 美國SCH磁體裝置20-21
• 1.3.4 其它強磁場裝置21
• 1.4 論文主要內(nèi)容21-22
• 1.5 本章小結22-23
• 第二章 杜瓦結構設計23-30
• 2.1 杜瓦結構選型23-27
• 2.1.1 外筒體組件結構選型23-24
• 2.1.2 蓋板組件結構選型24-25
• 2.1.3 下底板及支撐組件結構25-26
• 2.1.4 中筒組件結構26-27
• 2.2 材料選擇27-28
• 2.3 初步設計28-29
• 2.4 本章小結29-30
• 第三章 杜瓦結構計算30-34
• 3.1 外筒、內(nèi)筒體負荷計算30-31
• 3.2 蓋板負荷計算31-32
• 3.3 下底板負荷計算32
• 3.4 支撐組件負荷計算32-33
• 3.5 本章小結33-34
• 第四章 杜瓦結構有限元分析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49-50
• 第五章 杜瓦真空系統(tǒng)設計50-67
• 5.1 設計概述50-51
• 5.1.1 真空系統(tǒng)設計已知條件50
• 5.1.2 真空系統(tǒng)設計計算的一般程序50
• 5.1.3 真空系統(tǒng)設計中需注意的問題50
• 5.1.4 杜瓦的真空技術要求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 真空室組件計算55-57
• 5.4.1. 杜瓦真空腔體結構描述55
• 5.4.2 組件計算55-57
• 5.5 選主泵57-63
• 5.5.1 真空室內(nèi)放氣流量的計算57
• 5.5.2 主泵抽速粗算57-58
• 5.5.3 主泵選取與驗證58-61
• 5.5.4 前級泵的選配61-62
• 5.5.5 前級泵驗證62-63
• 5.6 抽氣時間的計算63-65
• 5.6.1 預真空抽氣時間的計算63-65
• 5.6.2 主泵抽氣時間計算65
• 5.7 本章小結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 場地基準搭建72
• 6.2.3 測量與分析72-73
• 6.3 本章小結73-74
• 第七章 總結和展望74-76
• 7.1 設計工作總結74
• 7.2 主要創(chuàng)新點74
• 7.3 展望74-76
• 參考文獻76-78
• 讀碩士學位期間發(fā)表的論文78-79

【參考文獻】

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本文編號：907017