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WM4水冷磁体装置是中国科学院强磁场科学中心正在筹建的稳态强磁场装置之一,本论文阐述了对WM4水冷磁体装置的水冷磁体容器的设计、装置的振动与减振的研究情况和结果,其主要内容是:
(1)在对WM4水冷磁体容器的封盖、简体与支撑部件进行初步结构设计的基础上,按照压力容器的强度评定准则,利用ANSYS对装置的整个容器进行有限元分析与强度评定,在强度与位移都满足设计要求的前提下,优化出容器的结构参数。
(2)对WM4水冷磁体三个线圈的水力参数进行计算,并根据水冷磁体流量与受到的总作用力不变的原则,设计了水冷磁体线圈的等效模型。
(3)利用ANSYS APDL参数化语言对水冷磁体三个线圈的等效模型进行自由振动分析,求解的固有频率符合理论方法的解析解,然后采用各种激励频率对等效模型进行稳态强迫振动分析,最后求解了整个水冷磁体线圈的静态位移分布,并与动态求解结果进行了比对,以进一步求解水冷磁体线圈的位移分布。
(4)对整个WM4水冷磁体装置进行了自由振动分析和基于模态叠加法的瞬态动力学分析,并采用白噪声的压力载荷激励对整个装置进行了随机振动分析。
(5)根据隔振理论对冷却水系统中的水泵与管道提出减振设计方案,通过对WM4水冷磁体装置的减振研究,提出了合理的减振设计方案,并设计了实验仪器测量平台的简化结构模型。