[发明专利]一种含中间层的靶材背板组件中应力的有限元模拟方法在审
| 申请号： | 201910835792.7 | 申请日： | 2019-09-05 |
| 公开（公告）号： | CN110569592A | 公开（公告）日： | 2019-12-13 |
| 发明（设计）人： | 刘志权;姜霖;孟智超;刘畅 | 申请（专利权）人： | 中国科学院金属研究所 |
| 主分类号： | G06F17/50 | 分类号： | G06F17/50;G16C60/00 |
| 代理公司： | 21002 沈阳科苑专利商标代理有限公司 | 代理人： | 于晓波 |
| 地址： | 110016 辽*** | 国省代码： | 辽宁;21 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种含中间层的靶材背板组件中应力的有限元模拟方法，属于计算机辅助工程领域。该有限元模拟方法采用离散的方法将梯度中间层离散为有限多的多层结构，每一层内的材料性能沿厚度均匀分布，离散层之间材料性能变化。通过改变中间层的厚度和离散的层数可以实现梯度中间层材料性能变化率的变化，从而改变含中间层靶材组件残余应力的分布和大小。本有限元模拟方法可用于含有中间层的靶材组件的设计和制造的研究，可以节省实验成本和缩短产品设计周期。 | ||
| 搜索关键词： | 中间层 靶材组件 计算机辅助工程 材料性能变化 设计和制造 中间层材料 靶材背板 材料性能 残余应力 产品设计 多层结构 厚度均匀 实验成本 性能变化 离散层 可用 研究 | ||
【主权项】：
1.一种含中间层的靶材背板组件中应力的有限元模拟方法，其特征在于：所述有限元模拟方法包括以下步骤：/n(1)简化靶材背板组件结构后，按照步骤(101)-步骤(103)建立靶材背板组件的几何模型；/n(101)建立Cu背板模型：以Cu背板的下底面的圆心为坐标原点，靶材背板组件结构的径向为X轴方向，厚度方向为Z轴方向，建立半径为r1、厚度为h1的Cu背板；/n(102)建立梯度中间层模型：梯度中间层的半径和厚度分别为r2和h2，并将梯度中间层沿厚度方向离散成n层结构，每层结构的厚度为h2/n，n≥1，梯度中间层中每层结构选取不同材料；/n(103)建立靶材模型：建立半径为r2、厚度为h3的靶材结构模型；/n(2)生成靶材背板组件的有限元模型；/n(3)边界条件施加，包括步骤(301)和步骤(302)：/n(301)温度载荷施加：设置靶材背板组件焊接完成时的温度为400℃，在60min内冷却到25℃；设置参考温度为400℃，即焊接完成时的状态为零应力状态；/n(302)结构约束的施加：靶材背板组件具有轴对称特点，因此在对称轴的位置处即X＝0处施加UX＝0的位移约束，在Cu背板的下底面即Z＝0的位置处施加UZ＝0的位移约束；/n(4)进行计算求解，获得靶材背板组件的温度场分布和残余应力分布。/n
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