由CAE在第3代同步辐射光源挡光元件设计中的应用成果可知,CAE是不可或缺的重要工具,不仅能验证初始设计模型的合理性,而且能通过参数调节优化设计模型。对复杂工况以及复杂结构的挡光元件,充分、有效地利用成熟的CAE软件进行模拟分析,可大大降低设计成本,缩短设计周期。
开关机使挡光元件承受循环加卸载:加载时温度升高,同步光照射区域受压应力;卸载时温度降低,照射区域受拉应力。因此,挡光元件处于一个异相热疲劳状态。同时,在一个热负载循环中,挡光受热通常占据较长时间,材料将产生高温蠕变情况;而长时间看,各载荷循环是变幅的,其累积损伤效应须详细研究。因此,这种疲劳破坏与普通机械载荷引起的破坏相比有其特殊性,对其失效机理须不断深化认识。开展吸收体受光热疲劳实验并提出合适的疲劳寿命预测模型。
实验研究是对结构性能最直接的评估,可对数值模拟和理论分析结果进行验证。充分借鉴APS,ESRF和SPring-8等已开展的实验研究,对其存在的问题和不合理因素加以改进,使实验更贴合实际,包含更多的影响因素,是设计新实验的出发点。疲劳模型是低周疲劳设计准则的核心所在,合适的疲劳模型要求能描述热负载下元件的破坏模式,并准确预测疲劳寿命。