由CAE在第3代同步輻射光源擋光元件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用成果可知,CAE是不可或缺的重要工具,不僅能驗(yàn)證初始設(shè)計(jì)模型的合理性,而且能通過參數(shù)調(diào)節(jié)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。對復(fù)雜工況以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)的擋光元件,充分、有效地利用成熟的CAE軟件進(jìn)行模擬分析,可大大降低設(shè)計(jì)成本,縮短設(shè)計(jì)周期。
開關(guān)機(jī)使擋光元件承受循環(huán)加卸載:加載時(shí)溫度升高,同步光照射區(qū)域受壓應(yīng)力;卸載時(shí)溫度降低,照射區(qū)域受拉應(yīng)力。因此,擋光元件處于一個(gè)異相熱疲勞狀態(tài)。同時(shí),在一個(gè)熱負(fù)載循環(huán)中,擋光受熱通常占據(jù)較長時(shí)間,材料將產(chǎn)生高溫蠕變情況;而長時(shí)間看,各載荷循環(huán)是變幅的,其累積損傷效應(yīng)須詳細(xì)研究。因此,這種疲勞破壞與普通機(jī)械載荷引起的破壞相比有其特殊性,對其失效機(jī)理須不斷深化認(rèn)識。開展吸收體受光熱疲勞實(shí)驗(yàn)并提出合適的疲勞壽命預(yù)測模型。
實(shí)驗(yàn)研究是對結(jié)構(gòu)性能最直接的評估,可對數(shù)值模擬和理論分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。充分借鑒APS,ESRF和SPring-8等已開展的實(shí)驗(yàn)研究,對其存在的問題和不合理因素加以改進(jìn),使實(shí)驗(yàn)更貼合實(shí)際,包含更多的影響因素,是設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)的出發(fā)點(diǎn)。疲勞模型是低周疲勞設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的核心所在,合適的疲勞模型要求能描述熱負(fù)載下元件的破壞模式,并準(zhǔn)確預(yù)測疲勞壽命。