【摘 要】
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聚变能的有效利用是维持人类可持续发展的重要途径之一。中国聚变工程实验堆是中国计划建设的下一代聚变实验装置,将为我国自主发展和建造磁约束聚变堆奠定关键的工程技术基
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聚变能的有效利用是维持人类可持续发展的重要途径之一。中国聚变工程实验堆是中国计划建设的下一代聚变实验装置,将为我国自主发展和建造磁约束聚变堆奠定关键的工程技术基础。双层真空室作为磁约束聚变堆装置的核心部件,具有为等离子体提供稳态运行环境、中子屏蔽等功能。由于聚变堆真空室尺寸庞大、制造公差严格,中科院等离子体物理研究所开展了全尺寸45。真空室(1/8扇区)的项目来研究双层真空室的制造技术。本论文的研究目的是通过完成1/32扇区、1/16扇区的制造,解决真空室在制造过程中所面临的测量、加工、装配、焊接变形等难题,为1/8扇区以及未来聚变堆真空室的制造提供有力的技术支撑。本文以真空室1/32扇区及1/16扇区为研究对象,应用逆向工程与激光跟踪仪测量的技术完成了PS(Poloidal Segment)段及1/32扇区端面坡口的高精度加工;基于固有应变理论,通过ABAQUS软件完成了对1/32扇区与1/16扇区的焊接变形分析,并通过使用焊接夹具以及预留反变形量的方法减小了扇区的焊接变形;设计了一套组合式柔性装配工装系统,通过激光跟踪仪测量完成了扇区的高精度装配定位及实现扇区现场焊接变形的监测;通过对基本迭代最近点算法的改进,完成了真空室扇区测量数据与设计模型的最佳拟合;基于有限元分析和测量验证的结果,针对真空室制造提出了有、无固定参考点的温度补偿方法。目前,已完成了 1/32扇区、1/16扇区的制造,制造尺寸精度均满足设计要求,为后续1/8扇区及未来聚变堆真空室的制造提供了技术储备和工程经验。
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