ITER水平诊断窗口电磁分析及结构优化.pdf

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1、／ITER水平诊断窗口电磁分析及结构优化ElectromagneticAnalysisandStructuralOptimizationofITERHorizontalDiagnosticPortPlug2011年4月FHl弋}合肥工业大学11111II111111IIIIIIlY1886305本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名(工作单位、职称)委员：脚创虹蜮学哪偈创旺业大学钵t吻导师：教授教授教授中国通用机械设计研究院高级工程师合肥工业大学副教授准谰川烨潍一厶

2、口南主、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得佥筵王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。和

3、}年

4、避伽日学位论文作者签名：吴遵茛学位论文版权使用授权书签字日期：本学位论文作者完全了解金胆王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，

5、允许论文被查阅和借阅。本人授权-j釜壁』±哒堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：关净农天·夸／父签字日期：乒吖／年中月幼日日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名签字日期：乒，，年乒啁易、o电话：邮编：■ll‘■■■『‘r。ITER水平诊断窗口电磁分析及结构优化摘要发展核聚变反应能是解决能源问题的必由之路，ITER计划是热核聚变从实验走向应用的罩程碑。本文源于国家973计划

6、．ITER诊断窗口插件预研研究。ITER水平诊断窗口是用来安装诊断设备的重要装置，装置的安全性和可靠性关系到整个ITER装置能否正常运行，同时对测量数据准确性有一定的影响。本文以12号水平诊断窗口为研究对象，开展了结构设计、工程分析及机械预研工作。这些为诊断窗口生产制造提供具有参考价值的分析数据，同时积累相关加工制造技术。通过阅读国内外文献和资料，确定ITER计划的目标和12号诊断窗口的设计功能、安全评定标准、载荷分类和加工制造工艺要求。参照IO组织提供的概念模型(2009年)，利用CATIA软件建立模型，并对每一

7、部件的功能及具体尺寸作了详细的说明。根据结构设计特点和安装要求，开展了电子束焊接和深孔钻预研，掌握国内外在该领域发展情况，为未来的制造加工提供技术支持。探究等离子体物理特性及其运行特点，对等离子破裂和等离子体垂直位移事件作了详细的介绍。根据电磁理论，理论计算电涡流的分布特点并进行软件仿真模拟。探究诊断窗口感应电流分布特点及电磁载荷产生机理。利用ANSYS软件模拟不同电磁学现象，确定诊断窗口磁场强度、感应电流和电磁载荷分布特点。就每一种电磁现象，获取诊断窗口总体载荷分布和变化趋势并确定危险时刻及危险部位。对比不同电磁

8、现象的电磁载荷，确定具有较大破坏力的电磁现象。将电磁分析结果耦合到结构模型进行结构分析，获取该载荷作用下应力和应变分布。根据评估准则，确定结构设计是否满足材料许用应力应变和ITER要求。指出不合理的结构设计，提出改进意见并建立优化设计模型，在满足结构要求情况下兼顾安装维护，对不同组合载荷进行有限元分析并对比结果，评估改进结构的合理性。关键词：ITER诊断窗口；等离子体；电磁载荷；结构优化；预研h('ElectromagneticAnalysisandStructuralOptimizationofITERHoriz

9、ontalDiagnosticPortPlugOnlytheenergy．ITERapplication．developmentplanwillbeAbstractoffusionreactioncansolvetheproblemofamilestone蛹afenablefusionfromexperimenttoThispagefromnational973project：ThePre-researchofITERDiagnosisPortPlug．Thediagnosisportplugisanimporta

10、ntdeviceusedtoinstalldiagnosticequipment．ItssafetyandreliabilityinrelationtotheITERplantoperation，andinrelationtothereliabilityofmeasurementdata．Basedonthe12equatorialdiagnosisport