船型射频腔1/2Y态无氧铜板真空电子束焊接

大功率质子束加速器在基础物理、核工业、家庭安全等领域具有广泛的应用,其中大功率波导型射频腔极为重要。船型射频腔具有最高的空载Q值和分流阻抗,是Ge V质子束加速器的良好选择。船型铜腔体制造的最大难点在于船型腔的成形与铜的焊接。本文以6mm厚1/2Y态无氧铜（OFC）电子束焊接接头为研究对象,开发了详细的真空电子束焊接工艺。结果表明：1/2Y态OFC板经电子束焊接后,焊接接头无明显表面缺陷,铸态组织为等轴晶;从焊缝到母材,1/2Y态无氧铜焊接接头的显微硬度变化显著,焊缝的显微硬度约为母材的65%;室温拉伸后1/2Y态无氧铜焊接接头具有明显的塑性变形,断裂发生在焊缝区;1/2Y态无氧铜焊接接头的抗拉强度相当于母材的95%,约为228MPa,断后伸长率为64%～67%,能够满足船型射频腔的焊接和成形要求。本文详细介绍了1/2Y态无氧铜板真空电子束焊工艺,给船型射频腔的制造提供了实验依据。     

100MeV回旋加速器射频谐振腔体机械设计与制造

文章介绍原子能院100MeV强流质子回旋加速器射频谐振腔体机械设计与制造过程中考虑与解决的主要技术问题及解决方法。腔体共2套,单腔可馈人功率100kW,无氧铜制造,外形大、重景大,尺寸精度及表面质量要求高,国内无研制类似设备经验。两套腔体无载品质因数Q0为9434与9691,与理论值10300很接近。     

老炼对减少10MeV质子直线加速器内有机物污染的作用

本文概述了减少真空容器内有机物污染的一般方法,用四极质谱计分析了10MeV质子直线加速器的750KeV预注入器在高压老炼过程中的气体成分变化,以及聚束腔高频功率老炼过程中的气体成分变化。实验指出,有机污染影响高压老炼的进度,提高高频功率的脉     

片状模塑料模压流动仿真分析

本文采用有限元分步计算方法,对酚醛片状模塑料(P-SMC)在模压过程中的流动变形情况进行了计算机仿真模拟,与试验结果做了对比。编制了相应的有限元计算与后处理软件,分析了模压料在封闭模具中充满模腔的过程、在一定合模速率下的充模时间以及在一定粘度下的模压成型压力。对SMC模压时模具的设计以及优化成型工艺参数具有一定的理论指导意义。     

树脂/石墨PEMFC双极板的制备工艺与性能研究综述

介绍了质子交换膜燃料电池双极板的功能及性能要求,综述了树脂/石墨双极板复合材料的性能研究进展及双极板的主要成型方法——注射成型与模压成型,并对这两种成型方法进行了比较。指出在双极板成型中,模压成型既可兼顾成分和性能又可保证成型工艺的要求,可以考虑将模压成型作为双极板批量化生产的主要成型方法。     

低能强流高电荷态离子加速器RFQ真空系统设计北大核心CSCD

81.25 MHz射频四极加速器(RFQ)是低能量强流高电荷态离子加速器装置(LEAF)的关键设备,为保障RFQ加速器的稳定运行和高质量出束,要求RFQ腔体达到10-6 Pa的超高真空环境。本文采用二级分子泵方案完成了LEAF RFQ的真空系统设计,详细介绍了真空系统设计及设备选型流程,并使用VAKTRAK和MOLFLOW+软件分别对设计方案进行了模拟计算。目前,LEAF RFQ平稳高效运行,实际测量真空度在1.4×10^(-6)Pa左右,满足供束和实验的要求。本工作验证了VAKTRAK和MOLFLOW+计算结果的可靠性,为强流重离子加速器装置(HIAF)真空系统设计积累了经验。     

双间隙耦合输入腔的计算与仿真研究

根据微波电路及谐振腔电磁场基础理论,建立了双间隙耦合输入腔的等效电路模型,模型考虑了频率偏谐,外观品质因数失配以及电子注电导的影响。推导出间隙电压计算公式和输入端口匹配时腔体外观品质因数与腔体品质因数的关系。分别利用高频软件(HFSS)及粒子模拟软件(MAGIC3D)建立了仿真模型,进行了冷腔及电子注模拟,分析了电子注的电子负载效应对腔体参数的影响。理论计算与仿真与结果一致,证明了等效电路模型的准确性。     

水轮机叶片模压成型工艺的热力耦合有限元模拟

采用热力耦合三维钢塑性有限元方法,对水轮机叶片模压成型工艺进行了模拟研究,得到了成型过程中工件上的温度分布,应力分布及贴模情况,并与实际情况进行了对照,为进一步掌握水轮机叶片模压成型机理,制订合理的工艺参数提供了理论依据。     

基于广义Maxwell模型的非球面光学镜片成型模拟

介绍了玻璃材料模压过程及其存在的问题,针对玻璃模压仿真过程中所表现粘弹性力学特性,提出了采用广义Maxwell模型来模拟,分析了模压过程中的热传递形式及其模型.采用MSC.MARC软件对玻璃L-BAL42圆柱模压实验进行仿真,结果表明,广义Maxwell模型能够较好地模拟实际模压中的粘弹性力学特性,在600℃时利用此模型得到的松弛曲线与理论上的松弛曲线十分吻合.通过对非球面光学镜片的模压成型过程进行模拟,发现玻璃的最大应力出现在与上下模接触处的侧边,随着温度的降低,最大应力变大、模压力逐渐升高,在上下模闭合时,模压力快速上升,通过分析得到了透镜边缘处最易破碎失效的结论,实际透镜模压结果证实了结论.最后对非球面的形状偏差进行了预测,表明随着中心距离的增加,偏差变大,偏差最大值超过了5μm.研究的结果对玻璃模压建模及非球面透镜的实际加工具有一定的指导意义.     

正浮力开放腔体圆柱壳垂直入水数值研究

开放腔体结构以开口端撞击水面引起腔体内部气体介质流动,并与壳体下沉运动相互耦合,形成独特的运动特征和流场特性.基于均质平衡流理论,针对具有正浮力特性的开放腔体圆柱壳模型低速垂直入水运动进行了三维数值模拟,得到入水过程中的运动轨迹、轴向压差阻力波动特性及入水空泡发展规律,结果表明:开放腔体具有较好的缓冲作用;腔体内气体运动分为冲击振荡和压缩振动先后两个截然不同的运动过程;气体振动具有高频率、低幅值、快衰减特点,对壳体下沉运动具有扰动作用,同时导致开口端以同频率吸入-排出液体,形成复杂的流场环境,使空泡壁面发生波动,并过早脱落溃灭。     

用于薄膜制备的射频宽束离子源的设计

采用射频宽束离子源进行离子束辅助镀膜可以获得高性能的光学薄膜,已越来越得到人们的共识.本文对射频感应线圈的匹配、起弧及三栅离子光学的关键技术进行了重点考虑，并获得了稳定运行的高性能离子源.     

用于医学诊断和治疗的质子回旋加速器

在许多医院都安装了生产短寿命放射性同位素的回旋加速器,但用于质子治疗的回旋加速器还处于超步阶段。质子治疗可以达到精确的幅照剂量分布,质子能量决定了穿透深度,因而产生的能量释放点可以精确控制,技术先进。由于质子束传播的线形度好,引起的横向二次散射小,肿瘤前端的健康组织接受的剂量很小,在其周围和之后的组织几乎就没有照射剂量,因此质子束治疗是一种非常有效的方法。束流传输到治疗房间的效率,束流的能量控制、强度及位置的稳定性,快速而精确的改变束流参数来满足临床需要等,都是关键。开发安装于医院的并可满足病人实际需要的质子治疗回旋加速器,包括束流输运系统和一系列的控制系统都相当复杂,文章提出了用于该目的的概念框图和建议。     

纤维缠绕复合材料壳体原位成型工艺研究

热固型缠绕复合材料壳体以其优异的性能在航空、军事和工业等领域得到了广泛应用.目前,制约其应用和发展的主要瓶颈是壳体的成本和性能,而壳体成型工艺直接决定了其最终性能和成本.由于缠绕壳体为中空结构,因此可以采用加热壳体内部金属芯模或内衬的方法实现缠绕后的或正在缠绕的复合材料的固化成型,即原位成型.本文介绍复合材料壳体原位成型新工艺,建立筒型壳体内加热固化过程的数学模型,利用有限元法对筒体固化过程中的温度和固化度进行了数值模拟分析.该研究为实现壳体高效、优质且低成本成型提供新思路,为原位成型工艺设计、模拟和参数优化提供分析模型和方法.     

恒温器箱形真空壳体的研制

ADS加速器旨在解决核能可持续发展中的"增殖核材料和嬗变核废物"问题。通过理论计算及数值模拟相结合的方法,设计了ADS加速器低温恒温器的真空壳体,真空壳体内部尺寸为4 200 mm×1 500 mm×1 500 mm的箱形结构。根据真空壳体密封性能及强度要求,介绍了真空壳体焊缝的结构设计。最后根据真空壳体尺寸精度及尺寸稳定性要求,着重介绍了真空壳体的制造工艺过程。恒温器箱形真空壳体经实际检测,各项性能满足设计要求。     

聚合物基复合材料模压成型过程固化度与非稳态温度场的数值模拟

聚合物基复合材料模压成型过程固化度与温度的动态变化为强耦合关系。本文作者根据固化动力学和传热学理论,建立了非稳态温度场与固化动力学数学模型。通过DSC实验分析确定模型中固化动力学参数。利用有限单元与有限差分相结合的方法,建立了温度场和固化度数值模型。应用Euler逐步迭代法实现解耦。对聚合物基复合材料模压成型过程固化度与非稳态温度场动态变化进行计算机数值模拟,与试验测定结果吻合。为优化模压成型工艺提供理论依据。     

人工环境试验室内空气流场的研究

采用数值模拟方法对人工环境试验室内的送风腔腔体结构进行模拟计算，结合实际情况分析试验室现有送风结构的特点，对试验区域的空气流场进行详细的分析，对工程设计选型与空调检测试验具有实用参考价值。     

Spoke型超导腔水平测试低温恒温器的设计

Spoke型射频超导(SRF)加速腔水平测试低温恒温器是中国科学院先导专项加速器驱动次临界系统(ADS)项目的重要设备之一,水平测试成功与否,直接影响到超导腔、耦合器、调谐器等能否带束流运行。对水平测试恒温器的功能及工作流程进行了初步分析,通过对恒温器中部分关键部件结构及热力学分析,以及不同温区热负荷模拟分析研究,确定恒温器的结构形式,同时为恒温器的低温测试和运行的稳定性提供理论依据。     

医用质子加速器计量浅谈

医用电子直线加速的计量检定规程已经颁布实施,JJG589-2008《医用电子加速器辐射源》能够对电子加速器的输出剂量量值溯源。但是,对于质子加速器尚无对应的计量检定规程。本文详细介绍了医用质子加速器的原理、应用及其未来发展前景,阐述了计量在质子加速器行业的重要性。并结合实例对加速器吸收剂量的测量和计量问题进行探讨。     

直齿圆柱齿轮冷挤压成形腔参数优化

针对齿轮冷挤压技术存在的成形压力大和坯料填充困难问题,建立了流线型的直齿圆柱齿轮冷挤压成型腔几何模型,并对挤压过程进行了数值模拟。结果表明,流线型挤压腔能够在较小的成型力下保证挤压齿轮齿形填充饱满。通过对模拟过程的分析,研究了不同坯料放大半径λ值对成型腔形状和挤压方式的影响,并通过对不同成型腔的数值模拟,得到最优的参数模型。     

爪式真空泵椭圆弧型转子型线及性能研究北大核心CSCD

爪式真空泵的性能主要取决于转子型线的性质。现有转子型线存在尖点及余隙容积过大的问题,本文基于啮合原理,建立了椭圆弧及其包络线的啮合模型,构建出新型椭圆弧型转子的型线并推导其参数方程,分析了独立几何参数对真空泵工作性能的影响。通过对工作过程进行数值模拟研究了新型爪式真空泵的流场,利用受力分析比较了不同类型型线对转子力学性能和工作性能的影响。结果表明:椭圆弧型爪式转子的工作性能更佳,应力和变形更小。