經典案例
    • 有限元分析在機械產品設計的應用
    • 汽車轉向機構有限元分析與優化
    • 風力發電機主軸結構強度分析
    • 發動機連桿的強度分析與結構優化
    • 車輛傳動軸的強度分析與方案改進
    • 摩托車車架的剛度及強度分析
    • 注塑模具機構強度分析及結構優化
    • 變速箱軸鍵強度校核及結構改進
    • 挖掘機鏟斗有限元計算和強度分析

    水冷磁體容器的結構設計與CAE分析

    發布于:2024-05-01 20:45
    CAE分析

          強磁場是科學研究的重要極端條件,處在強磁場中的物質結構及其轉變過程都可能發生變化,這為物理、化學、材料和生物等學科提供了新的研究途徑。中國科學院強磁場科學中心正在建造不同磁場強度的穩態強磁場實驗裝置,以滿足科學研究對磁場的要求。
          穩態強磁場實驗裝置主要包括水冷磁體裝置、超導磁體裝置以及由水冷磁體與超導磁體組合的混合磁體裝置。每個磁體裝置都由主機(磁體)、冷卻系統、電源系統、測控系統組成。水冷磁體的主機由磁體、磁體容器、支撐部件及水和電連接件構成。磁體容器是磁體的載體,也是裝置相關系統的連接點,是保證水冷磁體裝置正常工作的重要環節,需要對其結構進行CAE分析
          美國強磁場實驗裝置是當今世界磁場強度最高的實驗裝置,因此,中國科學院強磁場中心建造的磁場裝置是以美國實驗裝置為基礎而建造的。文獻中的圖片是美國水冷磁體容器結構簡圖,其封蓋采用錐形封頭。在國內直接加工這樣的封頭需要鍛造,加工制造費用昂貴。本文參照美國水冷磁體容器設計的思想,根據裝置的具體要求設計了水冷磁體容器的結構。設計中采用疊層式的上下蓋結構,其目的是為了方便制造、節省經費。
          容器的工作介質為去離子冷卻水,冷卻水進口水溫度為5℃,出口水溫度約為45℃;磁體工作時容器的上半部分承受的水壓力最大為30 kg/cm2,下半部分承受的水壓大約為5 kg/cm2容器材料選為低磁性的304不銹鋼。
          容器由筒體與封蓋組成。筒體設計成雙層,在雙層筒體的上、下端和中部各設一圓環。上下端環作為與端蓋連接的法蘭,中環用來分割進出水流。內層筒體的上、下部沿圓周方向開過水孔,冷卻水從四周進出,這樣可以減輕冷卻水對磁體的沖擊,從而減輕磁體裝置的振動。封蓋由3層鋼板疊放焊接成錐形,錐頂向內,這樣可以減小容器的體積,也有利于實驗樣品和測量元件的放置,容器的整體結構如圖所示。
          傳統的錐形封蓋由鑄件鍛造成胚,再經機械加工而成,加工制造費用昂貴。采用環形板疊成封蓋可省去鍛造工序,封蓋結構如圖所示。在本設計中結合筒體端環對材料進行套裁,每塊鋼板的厚度為94 mm,實際用到的鋼板材料僅有2塊,第1塊鋼板中心切割下來的部分用于第3塊環鋼板,第2塊鋼板中心切割下來的用于制造小封蓋。由于這種形式的封蓋加工簡單,而且節約材料,很大程度上降低了成本。如果采用鍛造封蓋,成本會增加到5-7倍。
          水冷磁體容器筒體采用雙層筒體,即內筒體與外筒體,同時各筒體由上下兩部分組成即上半筒體與下半筒體,其結構如圖。
          筒體的特點是:(1)在筒體的內層沿圓周方向開孔,高壓去離子冷卻水從上半筒體的內層經過周向孔流入容器內部,冷卻磁體后從下半筒體內層上的孔流出。如果高壓去離子冷卻水直接流入容器,會對容器內的磁體產生較大的沖擊力,引起磁體裝置的振動。而沿周向開的孔使得水流入容器,均勻匯合,減輕了對容器內部磁體的沖擊與振動。在筒體上對稱的開進、出水管孔,目的也是防止裝置的振動;(2)上半筒體與下半筒體的外層各開了4個大孔,分別為冷卻水與電源線的進、出口,開孔削弱了筒體的強度,必須進行補強設計,在筒體的開孔處各焊接一層補強圈。
          容器材料采用低磁性304不銹鋼,常溫下的屈服強度205 MPa,安全系數取1,許用應力。其中:材料的彈性模量E = 190 GPa;泊松比0.29。由于磁體裝置工作時溫差變化不大,內部流體流速不高,故不考慮流固藕合與熱力藕合作用,有關計算見文獻。磁體工作時,筒體與封蓋受到30 kg/cm2的工作壓力,取工作壓力的1.1倍作為設計壓力,即設計壓力p=30x1.1 kg/mm2。根據相關的計算選取螺釘,大封蓋采用48個M36的不銹鋼螺釘與筒體連接,小封蓋采用8個M20的不銹鋼螺釘與大封蓋連接,大封蓋每塊鋼板的厚度為94 mm。



                                                                                    專業從事機械產品設計│有限元分析│CAE分析│結構優化│技術服務與解決方案
                                                                                                                                                          杭州那泰科技有限公司
                                                                                  本文出自杭州那泰科技有限公司www.yw15777.cn,轉載請注明出處和相關鏈接!
    tag標簽:
    ------分隔線----------------------------
    ------分隔線----------------------------
    主站蜘蛛池模板: 成人欧美一区二区三区1314| 成人免费看www网址入口| 国产成人免费在线| 国产成人a毛片在线| 午夜成人无码福利免费视频| 亚洲国产成人久久精品app| 亚洲欧美成人一区二区三区| 激情成人综合网| 国产成人综合久久久久久| 亚洲国产成人综合精品| 成人18免费网站在线观看| 亚洲国产成人91精品| 成人性生活免费看| yw在线观看成人免费| 国产成人免费网站app下载| 欧美成人aa久久狼窝动画| 四虎国产成人永久精品免费| 欧美亚洲国产成人综合在线| 亚洲欧美成人综合| 在线观看成人免费视频| 欧美人成人亚洲专区中文字幕| 亚洲av午夜成人片| 国产成人无码免费看片软件| 欧美成人片一区二区三区| 亚洲国产成人久久综合碰| 国产成人精品免费视频动漫| 成人欧美1314www色视频| 欧美日韩国产成人高清视频| 亚洲高清成人欧美动作片| 国产精品成人va在线播放| 成人在线免费视频| 成人爽爽激情在线观看| 欧美成人精品高清在线观看| 久久亚洲色www成人欧美| 久久久久亚洲精品成人网小说| 国产成人亚洲欧美激情| 国产成人久久久精品二区三区 | 亚洲欧美成人综合久久久| 免费无码成人AV片在线在线播放 | 久久亚洲精品成人| 亚洲国产成人久久综合一|