超导加速模组水平测试平台真空泵站结构分析与优化
赵凡,李菡*,尉伟,岳泰,李靖国,孙兴中
真空科学与技术学报,2025,第45卷,第7期,550-560页。
DOI:10.13922 / j.cnki.cjvst.202412011
引用格式:
F.Zhao, H.Li*, W.Wei, T.Yue, J.G.Li, X.Z.Sun,
Structure Analysis and Optimization of Vacuum Pump Station of Horizontal Test Platform of Superconducting Acceleration Cryomodule, Chin. J. Vac. Sci. Tech, 45,7,550-560(2025)
本文以超导加速模组水平测试平台的束流真空泵站为研究对象,开展结构仿真分析和多目标优化设计,以满足其安全性和轻量化要求。首先,基于静力学仿真和子模型技术,分析真空泵站的强度和刚度并提出优化方案。随后,通过中心复合设计(CCD)方法和参数化仿真获得试验样本空间,建立克里金(Kriging)代理模型并进行响应面分析。最后,采用多目标遗传算法(MOGA)求得帕累托(Pareto)最优解,并对优选方案进行仿真验证。结果表明:优化后的真空泵站其最大等效应力为76.116 MPa,最大变形量为0.47151 mm,而泵站质量相比优化前仅增加了0.25%,优化结果满足多目标优化的设计要求,证明了所述多目标优化方法的可行性。本文研究内容可为加速器领域真空腔体的设计优化提供参考。


李菡,女,博士,深圳先进光源研究院研究员,担任深圳中能高重复频率X射线自由电子激光项目超导加速器关键部件研发及测试平台负责人。其从事超导加速器射频性能与低温测试技术研究,曾长期就职于欧洲著名的超导加速器实验室。具有丰富的大型项目的主持和管理经验,撰写了大量工程技术报告,发表论文28篇,加速器国际会议口头报告10次,担任国际超导加速器合作联盟(TTC)技术委员会委员、国际合作委员会委员,担任2018、2023、2024年国际超导加速器合作联盟年会(TTC)分会场主席。

赵凡,男,博士,工程师,主要研究方向为真空科学与技术,负责超导加速模组水平测试平台真空系统的设计、集成、调试、运行与维护等工作。累计在ACS Sustainable Chemistry & Engineering、Energy、Applied Surface Science、Powder Technology、《真空科学与技术学报》等国内外重要学术期刊上发表论文16篇,其中以第一作者身份发表SCI论文5篇;获得授权专利5项,作为主要起草人获批地方标准 1 项。
研究团队依托于深圳先进光源研究院,一直致力于深圳自由电子激光装置的建设,促进国际学术交流,推动深圳自由电子激光平台的国际化。岗组团队专业方向包括超导射频、磁学、机械、控制、真空、仪器仪表等,负责超导腔关键技术及测试平台设计建造,超导腔模组测试系统研发及低温测试。

《真空科学与技术学报》是由中国真空学会主办,中国科学技术协会审定的国家级自然科学技术刊物,被中国科技核心期刊目录、北大核心期刊目录、Scopus数据库收录,是中国科学引文数据库来源期刊。学报刊发真空获得、改进、检测、应用的中文及英文研究论文,涉及物理、化学、工程、材料、生物等多学科的交叉。2025年1月,学报成立第十届编委会,现任主编为东北师范大学刘益春院士。50人的编委队伍有两院院士5人,国家级领军人才30余人,真空相关企业界代表10余人,具有广泛的代表性。

排版:许 凡
审核:霍婧婷