自由电子激光装置中关键支撑系统机械稳定性研究
发布时间：2021-01-17 13:38
上海软X射线自由电子激光（SXFEL）与大连极紫外相干光源装置（DCLS）是国家重大科技基础设施建设项目，束流稳定性的好坏是影响自由电子激光（FEL）性能的重要因素之一。机械支撑系统为FEL装置中的各类设备和元件提供支撑、定位及位置调节，从而间接地要求支架及其所支撑设备组成的机械系统具有高的稳定性。SXFEL与DCLS装置中将采用基于束流准直技术和可移动磁压缩技术，两种技术对其中的关键元件的机械支撑均提出了很高的位置稳定性要求。支架的位置稳定性主要受热变形和机械振动的影响，本论文主要针对FEL装置中基于束流准直技术（BBA）的四极铁支撑及可移动磁压缩（chicane）段支撑平台，采用振动、模态的实验测试与有限元计算分析相结合的方法，进行了机械位置稳定性分析。根据机械振动的基本原理，可等效为单自由度系统的支架均对地基振动有一定的放大作用。为研制对地基振动放大较小、位置稳定性较高的BBA四极铁支撑平台，论文对设计的三种支撑平台结构方案进行了有限元模态分析、模态实验与振动实验，得到了支撑平台的动力学特性，并分析了不同材料、不同结构和不同的地基连接方式对稳定性的影响，从而获得了BBA四极铁支撑...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
1.1 国内外自由电子激光装置
1.2 基于束流的准直技术
1.3 可移动式磁压缩技术
1.4 自由电子激光装置中影响元件位置稳定性主要因素
1.5 国内外的研究现状
1.5.1 光源机械支撑稳定性的研究现状
1.5.2 基于束流准直的四极铁支撑平台研究现状
1.5.3 可移动磁压缩支撑平台研究现状
1.5.4 小结
1.6 论文主要内容及意义
第二章 支撑位置稳定性理论概述及实验测试
2.1 地基振动响应原理
2.2 模态及分析方法
2.2.1 模态分析原理
2.2.2 模态分析方法
2.3 随机振动及测试方法
2.3.1 测试仪器
2.3.3 测试过程及数据处理
2.4 本章小结
第三章 基于束流准直技术的四极铁支撑系统稳定性分析
3.1 自由电子激光波荡器段标准单元及其支撑系统
3.2 四极铁支撑平台稳定性的研究
3.2.1 支撑平台材料对机械稳定性的影响研究
3.2.2 不同结构支撑平台的稳定性研究
3.2.3 支撑平台与地基不同连接方式对稳定性的影响研究
3.2.4 支撑平台稳定性研究小结及工程设计模型的稳定性测试
3.3 有限元模态分析及基于模态实验的有限元模型处理
3.3.1 有限元的基本方法
3.3.2 有限元模态分析理论
3.3.3 基于束流准直技术的四极铁支撑平台的有限元分析
3.3.4 基于模态实验的有限元模型修正
3.4 四极铁及其支撑的稳定性测试
3.4.1 四极铁的模态测试
3.4.2 四极铁地基振动响应测试
3.5 本章小结
第四章 可移动磁压缩段支撑平台力学分析
4.1 可移动磁压缩段支撑平台的位置调节及承载
4.2 左支撑平台的力学分析
4.2.1 左支撑平台的静力学分析
4.2.2 左支撑平台的模态分析
4.3 中间支撑平台的力学分析
4.3.1 中间支撑平台的静力学分析
4.3.2 中间支撑平台的模态分析
4.4 右支撑平台的力学分析
4.4.1 右支撑平台的静力学分析
4.4.2 右支撑平台的模态分析
4.5 本章小结
第五章 结论
参考文献
发表文章
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Modal analysis of AC quadrupole magnet system for CSNS/RCS[J]. 刘仁洪,屈化民,康玲,张俊嵩,王海静. Chinese Physics C. 2013(08)
[2]基于等效接触区域的螺栓连接结构模态分析[J]. 程来,宋言明,李贺,杨洋. 机械设计与研究. 2012(02)
[3]多约束状态下重载机械式主轴有限元建模及模态分析[J]. 蔡力钢,马仕明,赵永胜,刘志峰,杨文通. 机械工程学报. 2012(03)
[4]基于振动试验的典型铆接形式仿真建模方法研究[J]. 王贤宙,王长武. 电子机械工程. 2010(04)
[5]AB胶在镶贴瓷砖中的应用[J]. 陈武生. 新型建筑材料. 2004(08)
[6]有限元模型中螺栓载荷施加方法的研究[J]. 张红兵,杜建红. 机械设计与制造. 1999(06)
本文编号：2982988
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
1.1 国内外自由电子激光装置
1.2 基于束流的准直技术
1.3 可移动式磁压缩技术
1.4 自由电子激光装置中影响元件位置稳定性主要因素
1.5 国内外的研究现状
1.5.1 光源机械支撑稳定性的研究现状
1.5.2 基于束流准直的四极铁支撑平台研究现状
1.5.3 可移动磁压缩支撑平台研究现状
1.5.4 小结
1.6 论文主要内容及意义
第二章 支撑位置稳定性理论概述及实验测试
2.1 地基振动响应原理
2.2 模态及分析方法
2.2.1 模态分析原理
2.2.2 模态分析方法
2.3 随机振动及测试方法
2.3.1 测试仪器
2.3.3 测试过程及数据处理
2.4 本章小结
第三章 基于束流准直技术的四极铁支撑系统稳定性分析
3.1 自由电子激光波荡器段标准单元及其支撑系统
3.2 四极铁支撑平台稳定性的研究
3.2.1 支撑平台材料对机械稳定性的影响研究
3.2.2 不同结构支撑平台的稳定性研究
3.2.3 支撑平台与地基不同连接方式对稳定性的影响研究
3.2.4 支撑平台稳定性研究小结及工程设计模型的稳定性测试
3.3 有限元模态分析及基于模态实验的有限元模型处理
3.3.1 有限元的基本方法
3.3.2 有限元模态分析理论
3.3.3 基于束流准直技术的四极铁支撑平台的有限元分析
3.3.4 基于模态实验的有限元模型修正
3.4 四极铁及其支撑的稳定性测试
3.4.1 四极铁的模态测试
3.4.2 四极铁地基振动响应测试
3.5 本章小结
第四章 可移动磁压缩段支撑平台力学分析
4.1 可移动磁压缩段支撑平台的位置调节及承载
4.2 左支撑平台的力学分析
4.2.1 左支撑平台的静力学分析
4.2.2 左支撑平台的模态分析
4.3 中间支撑平台的力学分析
4.3.1 中间支撑平台的静力学分析
4.3.2 中间支撑平台的模态分析
4.4 右支撑平台的力学分析
4.4.1 右支撑平台的静力学分析
4.4.2 右支撑平台的模态分析
4.5 本章小结
第五章 结论
参考文献
发表文章
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Modal analysis of AC quadrupole magnet system for CSNS/RCS[J]. 刘仁洪,屈化民,康玲,张俊嵩,王海静. Chinese Physics C. 2013(08)
[2]基于等效接触区域的螺栓连接结构模态分析[J]. 程来,宋言明,李贺,杨洋. 机械设计与研究. 2012(02)
[3]多约束状态下重载机械式主轴有限元建模及模态分析[J]. 蔡力钢,马仕明,赵永胜,刘志峰,杨文通. 机械工程学报. 2012(03)
[4]基于振动试验的典型铆接形式仿真建模方法研究[J]. 王贤宙,王长武. 电子机械工程. 2010(04)
[5]AB胶在镶贴瓷砖中的应用[J]. 陈武生. 新型建筑材料. 2004(08)
[6]有限元模型中螺栓载荷施加方法的研究[J]. 张红兵,杜建红. 机械设计与制造. 1999(06)
本文编号：2982988
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/2982988.html
