BFEB包层氦冷屏的结构力学分析与优化

摘要：

BFEB包层内部是用10 MPa气氦冷却竖屏来分区并冷却的.作者根据材料力学和结构力学,通过Pro/MECHANICA编码计算,对在静态氦压与稳态温度场的组合作用下的氦冷屏基元管道模型,进行了结构力学(Mechanics)分析与优化.强度校核采用材料力学第四强度理论--八面体剪应力强度理论.氦冷屏基元管道的截面从矩形薄壁截面(12 mm×9 mm×1 mm)优化为外方内圆薄壁截面(9 mm×9 mm×φ7mm或φ6mm)后,可使基元管道在静态氮压下的最大计算应力σpm和最大位移Dpm均可得到数量级的下降,从而使在静态氦压与稳态温度场组合作用下的最大计算应力σcm降低到小于HT-9许用应力[σT].编码分析表明:氦冷屏基元管道的静态氦压计算应力σp为二向拉伸状态,而稳态温度场计算应力σt为二向压缩状态,它们的叠加组合具有一些相互抵消的效果.这导致外方内圆截面(9 mm×9 mm×φ7mm)的基元管道模型较(9 mm×9 mm×φ6mm)的具有更小的最大组合计算应力σcm.对于BFEB包层氦冷屏的拱形基元模型SC24_7和回弯形基元模型SC44_7,其最大组合计算应力σcm分别为95.60和134.00MPa,即HT-9[σT]的55.0%和77.0%;最大组合位移均约为2.8 mm.所以,氦冷屏基元管道的截面形状和尺寸优化后,其稳态结构力学强度具有一定的安全裕度.

关键词：包层氦冷却屏、结构力学、Pro/MECHANICA编码计算

所属期刊栏目：10

分类号：O342(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金19885001

在线出版日期：2004-08-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：94-102