半波長諧振(HWR)超導(dǎo)腔成形技術(shù)研究.pdf

1、潔凈核裂變能源和核廢料嬗變處理是我國未來能源戰(zhàn)略的重要方向,ADS(加速器驅(qū)動次臨界潔凈核能嬗變系統(tǒng))的核心技術(shù)是超導(dǎo)質(zhì)子直線加速器,而超導(dǎo)諧振腔是超導(dǎo)加速器的關(guān)鍵部件,利用純鈮板材成形半波長諧振超導(dǎo)腔的技術(shù)方法,國內(nèi)尚無參考。本文針對上述問題,較為系統(tǒng)地研究半波長諧振超導(dǎo)腔的成形技術(shù)。
　　首先利用三維造型軟件CATIA繪制HWR(Half Wave Resonance)超導(dǎo)腔主要部件——外腔中段、內(nèi)腔、端蓋的成形模具圖。對純鈮

2、板材進(jìn)行常溫拉伸試驗,測得純鈮的材料性能,以便有限元模擬時所需。進(jìn)行圓環(huán)壓縮試驗,測得干摩擦、石墨潤滑劑、機(jī)床導(dǎo)軌油和全氟聚醚潤滑脂的摩擦系數(shù),對4種摩擦系數(shù)進(jìn)行板材成形有限元模擬,觀察對成形件壁厚影響,找到效果最好的潤滑劑。
　　利用ABAQUS有限元模擬軟件完成了外腔中段、內(nèi)腔及端蓋的成形過程模擬。根據(jù)準(zhǔn)靜態(tài)判據(jù),找到了板材成形的最佳尺寸,由于端蓋內(nèi)徑成形是由伸長類翻邊所成,出現(xiàn)壁厚減薄現(xiàn)象,通過修改端蓋模具,重新模擬,直至滿

3、足端蓋高頻面的尺寸要求。根據(jù)有限元模擬結(jié)果進(jìn)行HWR超導(dǎo)腔主要部件的成形試驗,完成純銅外腔中段、內(nèi)腔、端蓋的成形,并在相同的參數(shù)下,成形純鈮件。
　　最后對U形件自由彎曲回彈模型進(jìn)行模擬,并對純鈮板材U形彎曲回彈進(jìn)行驗證實驗。有限元模擬采用動力顯式模塊模擬板材成形,靜力隱式模塊模擬板材回彈。分析影響回彈的因素:凸模下行速度越小,回彈模擬精度越高;凹模圓角越大,回彈值越大;凸、凹模間隙越小,回彈值越小。通過回彈試驗驗證模擬結(jié)果可靠性