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本文利用有限元(FE)分析方法来研究国际热核实验堆(ITER)下窗口在段计载荷作用下的应力和位移分布情况,目的是评估这些窗口设计是否合理,对于不符合真空室结构设计标准的结构部件进行重新设计,以确保ITER装置的安全性。本文的主要工作包括,利用CATIA和ANSYS软件建立了所有窗口及下窗口区域的有限元模型,对窗口进行了热和热-结构耦合分析、载荷组合作用下的结构分析、模态分析和非线性屈曲分析等等,此外,还对下窗口区域进行了结构分析和辅助裂纹分析研究。分析的结果表明,对于真空室室内观察窗口,早期的设计并不合理,所以对其进行了重新设计,重新设计后的结构上的应力强度得到明显降低,应力主要集中的窗口颈管延伸段的几何不连续区域。对于冷却水管窗口,所有载荷作用下的应力强度都不超过许用应力,应力主要集中在短波纹管上。对于低温泵窗口,流体静力学压载和地震载荷都不会造成过高的应力和位移。对于遥控诊断窗口和偏滤器径向导轨,流体静力学压载和地震载荷作用下窗口上的应力不超过许用应力,但是压力载荷作用下,结构具有较小的安全裕度,建议将窗口底部的加强筋厚度从40 mm增加到60 mm,这样结构更加安全。对于下窗口区域,五种载荷作用下的最高应力强度仅为191 MPa,当应力幅值为191 MPa时,假定的两种形状的裂纹的疲劳寿命均大于20000次,而应力循环次数等于20000次时,许用应力幅值均大于工作环境下材料的屈服强度。