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CFETR外真空杜瓦结构分析与疲劳寿命评估
李宁;杨庆喜;宋云涛;周才品;徐皓;陈建;陶腊宝;陆坤;外真空杜瓦是中国磁约束核聚变工程实验堆（CFETR）装置主机的外侧大型（直径D=38m，高度H=39.6m）真空容器，旨在为CFETR装置主机内部超导磁体提供稳定运行的高真空环境。外真空杜瓦需要经受100次抽放真空和500次真空室烘烤等运行工况。然而，在这些工况下，外真空杜瓦的薄弱部位可能因为热周期性交变载荷（1个大气压和200℃烘烤）而产生疲劳裂纹，导致容器发生裂缝泄漏或损坏而失效。因此，本文利用有限元方法重点分析了在抽放真空循环和真空室烘烤循环运行工况下，外真空杜瓦结构的最大受力位置和危险部位的疲劳仿真。通过分析结果，获得了外真空杜瓦在1个大气压和200℃烘烤带来的热周期性交变载荷下的整体受力分布情况，并评估了外真空杜瓦在疲劳失效后的使用寿命。这些分析结果为核查外真空杜瓦是否满足使用要求以及进行优化提供了理论依据。采用的分析方法也可以起到有益的参考作用，用于分析评价其它同类设备。