The invention belongs to the research field of microwave vacuum electronic device processing technology, and relates to a simulation method of high frequency structure graphite hot extrusion process of helical traveling wave tube. The invention firstly divides the heating and cooling processes into two projects to simulate the different boundary conditions and initial environmental conditions in the two processes, and then repairs the two process models by using the CAD software SpaceClaim in ANSYS Workbench to ensure the continuity of the two process models. The invention improves the accuracy of graphite hot extrusion process simulation, provides simulation analysis guidance for actual processing, reduces the production cost and shortens the development cycle.
【技术实现步骤摘要】
一种螺旋线行波管高频结构石墨热挤压工艺的仿真方法
本专利技术属于微波真空电子器件加工工艺技术研究领域,涉及一种螺旋线行波管高频结构石墨热挤压工艺的仿真方法。
技术介绍
螺旋线行波管以其宽频带,大功率,效率高等优良特征,被广泛应用于军事、民用领域。螺旋线行波管对电、热和机械性能都有严格的要求,需要精心设计。在螺旋线行波管的制造过程中,加工和装配工艺对螺旋线行波管的几何参数和电性能有很大的影响。研究螺旋线行波管高频结构的装配工艺有助于改善高频结构的综合性能。实验表明,石墨热挤压工艺可有效减少夹持杆和管壳、夹持杆和螺旋线间接触面积,提高高频结构散热性能。石墨热挤压工艺实际过程如下:将低膨胀系数的石墨模具套在管壳的外部,将螺旋线和夹持杆组件按要求装入管壳内,然后将整个组件放入氢炉进行高温加热。管壳在高温下膨胀时受到模具的限制,从而产生向内的径向压力将内部组件挤压紧,冷却降温时,管壳收缩后将内部组件进一步压紧。行波管高频结构种类繁多,尺寸范围变化广,材料特性差异大,冷状态下的装配误差,加工温度时间等都将影响石墨热挤压工艺效果。由于经验公式和仿真分析的缺乏,为制造出合格的高频结构,实际加工中通常需要进行大量实验来确定各类高频结构的加工流程细节,极大地耗费了时间和人力资源。使用计算机CAD技术辅助模拟该工艺流程,可有效预判加工后螺旋线行波管高频结构的形变量和综合性能,根据仿真分析结果对工艺流程进行指导修正,可提高成品率,降低生产成本,缩短研制周期。在ANSYSWorkbench中使用热力耦合分析模拟石墨热挤压法时,升温过程,外管壳和底面均设置为固定面,初始温度为室温,终 ...
【技术保护点】
1.一种螺旋线行波管高频结构石墨热挤压工艺的仿真方法,包括以下步骤:步骤1、建立冷状态下装配后的原模型;根据实际高频结构的尺寸建立原模型,设置相应材料特性参数;步骤2、在ANSYS Workbench中模拟升温过程;建立冷状态下装配好的高频慢波结构模型并导入ANSYS Workbench中,使用热瞬态和静力结构耦合分析,将热瞬态分析的结果作为静力结构分析的载荷,模拟热胀过程形变,得到热形变后模型;设定外表面为固定面模拟石墨外套模具,设定底面为固定面模拟放置面,添加随时间变化的对流边界条件模拟慢波结构升温至恒定高温,按照实际加工温度和加工时间设置对流的环境温度、对流换热系数;步骤3、在SpaceClaim中修复ANSYS Workbench中热形变后模型;将步骤2得到的热形变后模型导入ANSYS Workbench中的CAD软件SpaceClaim里;首先将面网模型转换成实体模型,然后使用repair功能将热形变后模型的网格碎片面修复成连续完整面,最后将修复后的模型导出,作为降温过程的初始模型;步骤4、在ANSYS Workbench中模拟冷却过程;将步骤3得到的初始模型导入ANSYS ...
【技术特征摘要】
1.一种螺旋线行波管高频结构石墨热挤压工艺的仿真方法,包括以下步骤:步骤1、建立冷状态下装配后的原模型;根据实际高频结构的尺寸建立原模型,设置相应材料特性参数;步骤2、在ANSYSWorkbench中模拟升温过程;建立冷状态下装配好的高频慢波结构模型并导入ANSYSWorkbench中,使用热瞬态和静力结构耦合分析,将热瞬态分析的结果作为静力结构分析的载荷,模拟热胀过程形变,得到热形变后模型;设定外表面为固定面模拟石墨外套模具,设定底面为固定面模拟放置面,添加随时间变化的对流边界条件模拟慢波结构升温至恒定高温,按照实际加工温度和加工时间设置对流的环境温度、对流换热系数;步骤3、在SpaceClaim中修复ANSYSWorkbench中热形变后模型;将步骤2得到的热形变后模型导入ANSYSWorkbench中的C...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱小芳,车婧媛,胡权,胡玉禄,杨中海,李斌,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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