冷质支撑是国际热核聚变实验堆ITER馈线系统中的重要支撑部件,而且能够将ITER装置中的馈线、线路、管道所受的各种载荷传递给外部管道,确保馈线系统的可靠运行。该部件是热核聚变实验堆建造时需进行设计、测试的重要部件之一,它承受多项载荷的共同作用,为馈线系统提供稳定的运行条件。文章主要从冷质支撑的优化设计、结构力学的有限元分析、测试平台设计搭建及实验过程等几个方面入手进行深入研究,运用三维绘图软件CATIA、有限元分析软件ANSYS、工程测试机械和工程测试后终端等手段,得到了冷质支撑机械强度和摩擦系数等性能参数,通过理论分析,最终确定了支撑结构设计的合理性及可靠性。本文分项展开冷质支撑及相关零部件的设计、分析、制造和测试研究,完成的内容主要包括以下四方面:1.冷质支撑的设计。针对不同零部件,根据具体的设计要求及工况分析,运用计算机三维设计软件对研究对象进行结构建模与优化;在进一步的设计过程中优化选取了可靠制造材料。初步确定零部件的各项基本尺寸参数,为有限元分析提供原始依据。2.有限元静力学分析。冷质支撑部件工况较为恶劣,所受载荷也比较负载多变,通过有限元分析软件对所设计的对象进行可靠性研究;对部件中所运用的零部件进行同载荷作用效果的评估。提出了静力学分析的方法,总结了机构设计的利弊。3.测试平台的设计。测试平台设计包括两方面内容:机械强度测试平台的设计和摩擦测试平台的设计。因机械强度测试因模拟工况条件难度较大,所以测试平台的设计比较复杂。测试过程仔细考虑了平台建设难易程度、时间与载荷同步、载荷步的确定、检测变量信号的采集处理等各项技术问题,并给出了可行的试测试方案。4.搭建试验平台与测试。完成测试平台的建造,重点是冷质支撑件的测试。测试模拟实际工况条件,进行了机械强度和测试摩擦测试两项内容,在各设计载荷步下检测记录测点的实时数据并进行整理、分析。在满载条件下,支撑件能够满足正常工作要求且不被损坏。