Deformed State’s Simulation Of The First-GradeTitanium Foil Of The Accelerator Output Window - Isunts, H. A.; Davtyan, A. H.; Avagyan, V. Sh. («Պոլիտեխնիկ» տպ.)
The output accelerator windows, particularly the used metal foils are studied. The work was carried out to assess the strength of the first-strength grade titanium foil and the choice of variable parameters of the thickness of the foil. Depending on the latter, the simulation was performed by the finite element analysis in the ABAQUS automated software environment. The distributions of displacements, plastic strains of concavity caused by pressure differences, and radial and circumferential stresses have been studied in the foil's static state for 10 metal foils with a thickness of 50…500 microns. The basic dimensions of the titanium metal film are introduced: thickness and diameter. Atmospheric pressure was applied as an external force of influence, and the vacuum pressure was assumed to be zero. The metal shells were divided into a large number of nodes, which ensured higher accuracy for simulations. As a result of simulation, curves of the displacements of the selected points of the metal foil in the direction of the Y axis, depending on the values of the radiuses, and the curves of the strains intensities distributions of the metal foil were built, which were also analyzed. The metal foil of the output window was investigated so that simulation results could be applied to both output windows: mechanical connection and diffusion connection. Ուսումնասիրվել են արագացուցչային ելքային պատուհանները, մասնավորապես՝ նրանց մեջ կիրառվող մետաղաթաղանթները: Աշխատանքներ են կատարվել առաջին ամրության դասի տիտանե մետաղաթաղանթի ամրության գնահատման համար` փոփոխական բնութագիր ընտրելով մետաղաթաղանթի հաստությունը: Վերջինից կախված՝ մոդելավորումներ է կատարվել ABAQUS ավտոմատացված ծրագրային միջավայրում (ԱԾՄ) վերջավոր տարրերի մեթոդով (ՎՏՄ): Ստատիկ վիճակում ուսումնասիրվել են 50...500 մկմ միջակայքի 10 հաստությունների մետաղաթաղանթների՝ ճնշման տարբերությունից առաջացած գոգավորության պլաստիկ դեֆորմացիաների, շառավղային և շրջանային լարումների բաշխվածությունները, տեղափոխությունները: Ներմուծվել են տիտանի մետաղաթաղանթի հիմնական չափերը՝ հաստությունը, տրամագիծը: Որպես արտաքին ազդող ուժ կիրառվել է մթնոլորտային ճնշումը, իսկ վակուումի միջոցով ճնշումն ընդունվել է զրո: Մետաղաթաղանթները բաժանվել են մեծ թվով հանգույցների, որով ապահովվել են մոդելա- վորումների մեծ ճշտությունները: Մոդելավորումների արդյունքում կառուցվել են Y առանցքի նկատմամբ մետաղաթաղանթի ընտրված կետերի տեղափոխությունների գրաֆիկները՝ կախված շառավղի մեծություններից, և մետաղաթաղանթի դեֆորմացիաների ինտենսիվության բաշխման կորերը, որոնք ևս վերլուծվել են: Ելքային պատուհանի մետաղաթաղանթն ուսումնասիրվել է այնպես, որ մոդելավորումների արդյունքները կիրառելի լինեն ելքային պատուհանների և՛ մեխանիկական միացման, և՛ դիֆուզիոն միացման դեպքերում: Изучены выходные окна ускорителя, в частности, используемая в них металлическая фольга. Работа проводилась с целью оценки прочности титановой фольги первого класса прочности и выбора переменных характеристик толщины фольги. В зависимости от последнего выполнено моделирование методом конечных элементов в автоматизированной программной среде ABAQUS. В статическом состоянии изучены распределения, смещения 10 металлических пленок толщиной 50…500 мкм, пластические деформации вогнутости, вызванные разницей давлений, а также радиальные и окружные напряжения. Проведен сравнительный анализ полученных результатов и определен наиболее оптимальный диапазон толщины металлической фольги с точки зрения прочности для выбранного материала. В качестве внешней силы воздействия применялось атмосферное давление, а давление со стороны вакуума принималось равным нулю. Металлические оболочки были разделены на большое количество узлов, что обеспечивало большую точность в моделированиях. В результате моделирования построены графики смещений выбранных точек металлической фольги относительно оси Y в зависимости от значений радиуса и кривые распределения интенсивности деформаций металлической фольги, проведен их анализ. Металлическая фольга выходного окна была исследована таким образом, что результаты моделирования применимы к выходным окнам, как к механическому соединению, так и к диффузионному.
Keywords: Mechanical engineering