聚变堆第一壁连续W/Cu梯度材料的热工性能优化

摘要：

针对不同体积分布指数p的W/Cu连续功能梯度材料的偏滤器第一壁结构，采用有限元软件计算了8MW.m?2稳态运行热加载以及等离子体破裂条件下1GW.m?2热流冲击下的力学响应。相同稳态加载条件下，W/Cu连续功能梯度材料的最优分布指数与分层梯度材料存在较大差异，其最优等效应力比分层梯度材料要小26%，表现出更优异的性能。在热冲击响应过程中，连续梯度W/Cu材料塑性损伤随p值不同也存在较大变化，其最优p值与其稳态运行时热应力最优p值存在一定差异，从第一壁应用条件考虑，应综合选取，最佳p值在1.2附近。综合来看，连续梯度W/Cu材料具有更连续变化的热物理属性及力学性能，在聚变堆第一壁结构设计中具有更大的应用潜力。

关键词：第一壁、面向等离子体部件、等离子体破裂、热冲击、连续梯度材料、有限元数值模拟

所属期刊栏目：36

分类号：TL62+7(受控热核反应（聚变反应理论及实验装置）)

资助基金：国家磁约束核聚变能发展研究专项2015GB121007；2013GB113000

在线出版日期：2016-10-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：247-253