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为了减小真空冷箱在低温工作状态下受到的大气压力、设备重力以及内部管道因降温收缩而产生的热应力的复合作用，运用ANSYS有限元分析软件模拟冷箱和管道的应力场及变形．结果表明：管道的热应力随管道直径、相对弯曲度的增大而增大；冷箱最大变形发生在上法兰中间区域，应力集中在冷箱壁与加强筋相交区域．根据计算的结果，针对性地提出了适当减小管道直径和相对弯曲度以及增设加强筋和加固壁的改进方案．改进后的计算结果表明，冷箱的最大变形值由9．7mm减小到1．3mm，应力和变形分布趋于平缓，达到了优化设计的效果．本研究为冷中子源