CSNS/RCS二极铁支架系统的设计与研制

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中国散裂中子源(CSNS)快循环同步加速器(RCS)工作重复频率是25Hz。为了控制束流的偏转轨道,RCS环上的二极磁铁均采用了带直流偏置、重复频率25Hz的谐振电源励磁,磁铁线圈在交变磁场的作用下会产生一个交变洛伦兹力发生强烈的振动,从而引起二极磁铁的振动,因此需要设计并研制一台具备抗振和隔振性能的支架系统来保证二极磁铁的稳定运行。  本文围绕二极磁铁支架系统设备的研制工程任务,开展相关的研究工作,涵盖了磁铁支架系统动力学特性研究,关键组件的设计与研制以及该设备的调试与测试验收等全部内容。在二极磁铁支架系统设备的设计与研制中,采用计算机辅CAD/CAE系统仿真设计一体化流程。综合运用ANSYS有限元分析软件和模态实验方法着重对磁铁支架系统在未安装隔振器和安装隔振器两种工况下的动力学特性进行仿真与实验研究,在设计阶段就通过支架刚度的优化有效地避免了共振现象的发生,动力学特性和稳定性研究为该系统设备的设计与研制工作提供重要理论依据,同时也为有同类问题的设备提供了重要的参考依据和解决方法。在二极磁铁隔振器设计中,设计了一种基于碟形弹簧与金属橡胶新型组合式隔振器,解决了隔振器的抗辐射性、抗蠕变性、抗疲劳性和小尺寸高承载等技术难点。通过二极磁铁支架系统设备各项实验的测试与数据分析,实验结果验证了磁铁支架系统的设计和仿真分析的正确性,同时也验证了各项技术指标达到设计要求,并顺利的完成了鉴定验收。
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