Page 62 - 《真空与低温》2025年第4期

彭海波等：ITER 超导磁体支撑腿螺栓的强度分析与研究 477

螺栓间的工作应力值较为接近，未出现显著差异， rican Journal of Solids and Structures，2019，16（1）：1−10.
这一结果表明螺栓的预紧力施加得当，且 FIX_OIS [7] 张一凡，王康，孙天翔，等. 不同工况下螺栓连接梁有限元
支撑结构的设计优化合理，有效确保了整体结构的 仿 真 分 析 与 强 度 校 核 研究 [J]. 科 学 技 术 工 程 ， 2023，
稳定性和可靠性。 23（36）：15473−15482.

[8] AHMAD H，CROCOMBE A，SMITH P. Strength prediction
4 总结
in CFRP woven laminate bolted single-lap joints under quasi-
（1）磁体低温测试平台支撑腿上的螺栓在完全 static loading using XFEM[J]. Composites Part A： Applied
拧紧的情况下，一定时间内力载荷对预紧力影响较 Science and Manufacturing，2014，66：82−93.
小，而温度载荷引起的预紧力下降则十分明显。根 [9] ASME BPVC-VIII-2 2021 Section VIII . Rules for construction
据 FIX_OIS 支撑腿中螺栓的规格、材料特性以及结 of pressure vessels， Division 2， alternative rules： BPVC.
构分布特点，针对螺栓的预紧力进行了设计优化。 VIII.2—2021[S]. American Society of Mechanical Engineers，
（2）通过有限元软件对四类工况下的 FIX_OIS 2021.
支撑腿进行了热耦合分析，参考 BPVC. VIII.2—2021 [10] 全国压力容器标准化技术委员会. 钢制压力容器-分析
和 JB 4732—1995 标准，经过线性化应力强度校核， 设计标准：JB 4732—1995[S]. 北京：中国标准出版社，
得到支撑腿上螺栓的薄膜应力加二次应力强度、 1995.
一次加二次应力强度均满足各自的强度要求。 [11] The Association of German Engineers （VDI）. VDI 2230
（3）参考德国 VDI 2230—2015 标准对 FIX_OIS Part1 systematic calculation of high duty bolted joints，joints
支撑腿上的螺栓连接强度进行更为严苛的评判，结 with one cylindrical boltp[S]. Berlin：Verein Deutscher Inge-
果显示，其螺栓在超低温环境下的工作应力均未超 nieure，2015.
出螺栓材料的屈服强度，满足结构安全性要求。 [12] 柯新. 单螺栓连接设计与校核关键参数研究 [D]. 成都：西
南交通大学，2019.
参考文献：
[13] 夏冬. 螺栓连接载荷导入系数问题研究 [D]. 成都：西南交

[1] MIELE P，CATANEO F，DOLGETTA N，et al. The ATLAS 通大学，2018.
[14] Index of Material Properties [EB/OL]. [2025.1.22]. http://
magnet test facility at CERN[J]. IEEE Transactions on Appil-
tre.nist.gov/cryogenics/materials/materialproperties.html.
ed Superconductivity，2001，11（1）：1713−1716.
[15] SUNDARARAMAN M，MUKHOPADHYAY P，BANER-
[2] BAUTISTA A， ESTEBAN P， GARCIA-TABARES L. De-
JEE S. Carbide precipitation in nickel base superalloys 718
sign，manufacturing and cold test of a superconducting coil
and 625 and their effect on mechanical properties[R]. Mum-
and its cryostat for SMES applications[J]. IEEE Transactions
bai，India：Bhabha Atomic Research Centre，1997.
On Applied Superconductivity，1997，7（2）：853-856.
[3] 酒井智次. 螺纹紧固件连接工程 [M]. 北京：机械工业出版 [16] 国际组织-欧洲标准化委员会. 预压高强度结构螺栓组件-
第 10 部分：系统 HRC 螺栓和螺母预校准组件：EN 14399-
社，2016.
10:2018[S]. 德国：德国标准化学会，2009.
[4] 山本晃. 螺纹连接的理论与计算 [M]. 上海：上海科学技术
[17] 成大先. 机械设计手册 [M]. 第六版. 北京：化学工业出版
文献出版社，1984.
社，2016.
[5] STANDARDIZATION ECF. Eurocode 3：Design of steel str-
[18] Technical specifications for the magnet cold test cryostat [S].
uctures. Part 1-9：Fatigue：EN 1993-1-9-2010[S]. Brussels：The
ITER Organization，2020.
Authority of the Standards Policy and Strategy Committee，
[19] ASME III Division 1-Subsection NC Class 2 components[S].
2010.
American Society of Mechanical Engineers， 2012.
[6] SUPAR K，AHMAD H，YUSSOF M M. XFEM modelling in
multi-bolted joints using a unified bolt preload[J]. Latin Ame- （责任编辑：杨建斌）

引文信息：彭海波，杨庆喜，徐皓，等. ITER 超导磁体支撑腿螺栓的强度分析与研究[J]. 真空与低温，2025，31（4）：471−477.
PENG H B， YANG Q X， XU H， et al. Strength analysis and study of ITER superconducting magnetic structure legs
bolts[J]. Vacuum and Cryogenics，2025，31（4）：471−477.