由CAE在第3代同步輻射光源擋光元件設計中的應用成果可知,CAE是不可或缺的重要工具,不僅能驗證初始設計模型的合理性,而且能通過參數調節優化設計模型。對復雜工況以及復雜結構的擋光元件,充分、有效地利用成熟的CAE軟件進行模擬分析,可大大降低設計成本,縮短設計周期。
開關機使擋光元件承受循環加卸載:加載時溫度升高,同步光照射區域受壓應力;卸載時溫度降低,照射區域受拉應力。因此,擋光元件處于一個異相熱疲勞狀態。同時,在一個熱負載循環中,擋光受熱通常占據較長時間,材料將產生高溫蠕變情況;而長時間看,各載荷循環是變幅的,其累積損傷效應須詳細研究。因此,這種疲勞破壞與普通機械載荷引起的破壞相比有其特殊性,對其失效機理須不斷深化認識。開展吸收體受光熱疲勞實驗并提出合適的疲勞壽命預測模型。
實驗研究是對結構性能最直接的評估,可對數值模擬和理論分析結果進行驗證。充分借鑒APS,ESRF和SPring-8等已開展的實驗研究,對其存在的問題和不合理因素加以改進,使實驗更貼合實際,包含更多的影響因素,是設計新實驗的出發點。疲勞模型是低周疲勞設計準則的核心所在,合適的疲勞模型要求能描述熱負載下元件的破壞模式,并準確預測疲勞壽命。