NBI綜合測試臺真空筒體的尺寸優(yōu)化
1、NBI綜合測試臺真空筒體優(yōu)化模型的建立
在建立真空筒體的尺寸優(yōu)化模型時(shí), 設(shè)定的優(yōu)化設(shè)計(jì)要素如下:
(1) 目標(biāo)函數(shù)對真空筒體進(jìn)行尺寸優(yōu)化的目的是使真空筒體材料堆積體積最小化、重量最輕。
(2) 約束條件根據(jù)壓力容器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合前期設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn), 首先確定安全系數(shù)n 等于2, 在此情況下, 約束各段筒體的筒體的應(yīng)力最大值為138 MPa,為筒體材料AL. ALY. 6061-T6 屈服極限276 MPa 的1/ 2; 離子源連接蓋板和漂移管道蓋板的應(yīng)力最大值為102MPa, 約為蓋板材料SST304 屈服極限205 MPa的1/ 2。
(3) 設(shè)計(jì)變量對真空筒體進(jìn)行尺寸優(yōu)化的手段就是通過改變各段筒體的筒體、離子源連接蓋板和漂移管道蓋板的厚度尺寸大小, 將以上部件的尺寸厚度作為設(shè)計(jì)變量。
2、 NBI綜合測試臺真空筒體優(yōu)化結(jié)果及分析
根據(jù)建立好的真空筒體尺寸優(yōu)化模型, 對真空筒體進(jìn)行了四次迭代計(jì)算, 表4 是每次迭代計(jì)算的相關(guān)數(shù)據(jù)。
表4 每次迭代計(jì)算時(shí)真空筒體的堆積體積和重量變化大小
第一次迭代后真空筒體的堆積體積和重量變化最大, 第二次迭代是在前一次的基礎(chǔ)上進(jìn)行微調(diào), 體積和重量仍比第一次迭代后的數(shù)據(jù)小, 而第三次迭代的體積反而比第二次迭代的體積大, 說明第二次迭代時(shí), 得出的相關(guān)數(shù)據(jù)超過了約束條件給的數(shù)值,第四次迭代和第三次迭代結(jié)果相同。因此, 從四次的迭代結(jié)果來看, 說明第三次、第四次的迭代結(jié)果最接近給出的條件數(shù)值。
3、NBI綜合測試臺真空筒體優(yōu)化方案的確定
通過對優(yōu)化的結(jié)果分析, 根據(jù)第三次、第四次的迭代結(jié)果確定真空筒體的優(yōu)化方案。優(yōu)化后的三段筒體的筒體厚度尺寸大小為9.079 mm, 離子源連接端蓋和漂移管道連接端蓋的厚度尺寸大小為60mm�？紤]到材料的制造過程, 選擇筒體的厚度尺寸大小為9.10 mm, 離子源連接端蓋和漂移管道連接端蓋的厚度尺寸大小仍為60 mm, 其他尺寸不變。
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