Расчёт прочности камеры взаимодействия для УФЛ-2М

*На рисунки, содержащие конфиденциальную информацию, наложен эффект размытия

УФЛ-2М — лазерная установка для экспериментов по управляемому термоядерному синтезу с инерциальным удержанием плазмы.
Камера взаимодействия представляет собой сферическую оболочку толщиной 100 мм и внутренним диаметром 10 метров, в которую вварены около 2-ух сотен патрубков различного диаметра. 

 ЦЕЛЬ ЗАДАЧИ 

Нашей задачей было выполнение расчёта прочности и сохранение геометрической формы камеры взаимодействия на всех режимах её эксплуатации, при которых должно обеспечиваться точное фокусирование сотен лазерных лучей на мишени, расположенной в её центре.

 РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 

С помощью численного моделирования удалось спрогнозировать поведение элементов конструкции камеры взаимодействия на всех режимах её работы, которые включают в себя режим сборки на стапеле, монтажа  - подъём краном за проушины, вакуумировании, на рабочем режиме с учётом бетонной защитной оболочки и установленном на все фланцы патрубков оборудованием, при сейсмическом воздействии, температурных градиентах, а также оценить её запас устойчивости в нелинейной постановке с учётом возможных несовершенств геометрии, выполненных на предельных значениях допусков на изготовление.
В итоге конструкция была спроектирована, успешно изготовлена и в настоящее время проходит испытания.

 ВЫГОДЫ ДЛЯ ЗАКАЗЧИКА / ЭФФЕКТ ОТ ВНЕДРЕНИЯ 

Благодаря расчётам, проводимым в процессе её проектирования, удалось на ранних стадиях разработки избежать ошибок, стоимость устранения которых после изготовления была бы очень существенна даже для такого масштабного проекта.

Конечно-элементная модель камеры
 

Условия нагружения - камера в собранном виде, с облицовками и установленным на фланцы патрубков оборудованием при вакуумировании
 

Распределение эквивалентных напряжений
 

Изготовленная камера