[发明专利]一种螺旋线行波管高频结构石墨热挤压工艺的仿真方法

摘要

本发明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。本发明首先针对升温和降温两个过程中边界条件和环境初始条件不同的问题，将升温和降温两个过程分成两个工程进行模拟仿真；然后针对两个过程模型的不连续性问题，使用ANSYS Workbench中自带的CAD软件SpaceClaim对模型进行修复，以保证两个过程模型的连续性。本发明提高了石墨热挤压工艺模拟的精度，为实际加工提供了仿真分析指导，并减低了生产成本，缩短了研制周期。

主权项

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 Workbench中，使用热瞬态和静力结构耦合分析，将热分析的结果作为静力结构分析的载荷，模拟冷缩过程形变；设定高频结构底面为固定面，将步骤2中的环境终态温度作为环境初始温度，添加随时间变化的对流边界条件模拟慢波结构温度冷却至室温，根据实际加工温度和加工时间设置对流环境温度、对流换热系数。