優化后的NBI綜合測試臺真空筒體結構分析
2013-03-14 孟冠軍 合肥工業大學機汽學院
1、NBI綜合測試臺真空筒體的優化結果模擬
根據確定后的優化方案, 對真空筒體進行有限元建模及求解, 圖6 和圖7 是優化后的真空筒體的應力云圖和位移云圖, 優化后的真空筒體的最大應力值為142.2 MPa, 最大位移值為15.39 mm, 優化后真空筒體的最大應力所處位置在第一段筒體的筒體上, 最大位移所處位置在漂移管道連接端蓋上。
圖6 優化后的真空筒體應力云圖
圖7 優化后的真空筒體位移云圖
2、優化后的NBI綜合測試臺真空筒體的性能分析
表5 中所示為優化前后筒體各段應力和位移對比, 可以看出, 除了兩處的最大應力值略大于約束條件外, 其它各處的最大應力值均小于約束條件, 各段筒體的最大應力仍在對應材料的屈服極限內。從真空筒體的最大安全性能來考慮, 此時的真空筒體各主要部件均達到了性能要求。數據同時也說明, 優化前的材料有很大部分存在浪費的情況。
表6 給出的是真空筒體優化前后的體積、重量對比, 兩者相比較, 優化后比優化前筒體的堆積體積減小了28.72% , 重量減輕了26.87%, 達到了節省材料, 節約經濟成本的目的。因此, 此時的結構最優方案確實是最優的, 滿足了體積最小, 重量最輕的要求。
表5 真空筒體優化前后各主要部件最大應力、位移值對比
表6 優化前后筒體重量和體積對比
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NBI綜合測試臺真空筒體的結構分析及優化
