机械工程学报

作者：甄亭亭, 相升旺, 张乐, 孙森, 邓荣兵, 陈锦芳, 吴晓伟

单位：1. 中国科学院上海高等研究院 上海 201204;2. 张江实验室 上海 201210

关键词：调谐器,同轴叶片结构,真空,低温,高精度调节；

硬X射线自由电子激光装置3.9 GHz超导高频腔调谐器运行在真空、低温以及辐射等严苛环境下，通过精密调节机构对腔体施加纵向拉力，改变腔体尺寸，实现频率的精确控制。针对调谐器在严苛环境中如何实现高精度调节提出了整机设计思路，采用同轴叶片式结构，结合理论计算和仿真分析，确定叶片的尺寸及数量，保证设计上满足强度、刚度、稳定性及调节范围等性能参数要求。严格控制加工制造工艺及尺寸精度，避免结构因刚度的非对称性造成扭转。对简化的叶片组件进行疲劳测试，确认焊接结构满足运行寿命需求。对关键元件进行辐射测试，保证结构能在辐射环境中正常运行。进行整机仿真分析和样机常、低温下的运动测试，进一步验证结构在模拟运行环境下的精密调节性能。全文通过理论计算、仿真分析及样机制造与测试三方面的工作，确保该同轴叶片式调谐器结构设计满足3.9 GHz超导高频腔在严苛环境下的精密调谐要求，为后续超导腔系统水平测试、工程设计定型打下了基础。

来源：2024年第13期

《机械工程学报》期刊编辑部

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