毛荣大，李 博，刘元亮*，毛亨国，余铁浩，周杭生，魏健健，金 滔

（1.杭州杭氧低温容器有限公司，杭州 311107；2.浙江大学制冷与低温研究所 浙江省制冷与低温技术重点实验室，杭州 310027）

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空间环境模拟设备旨在地面环境中模拟太空的真空、冷黑和太阳辐射等环境，目前已广泛地应用于航空航天等领域。真空容器是空间环境模拟设备的结构主体，可为设备运行和仪器测试等提供低气压有效空间[1]。在工作时内部为真空，外部承受大气压，且受自重作用。此外，根据设计和工作要求，内部还可能要承受液氮及热沉自重载荷、吊装载荷等。容器上开有功能孔、人门、低温泵接口等，会对容器强度和稳定性造成一定影响[2]。此外，大型装置的尺寸可达数十米高，且筒体外部有筋等强化结构，结构复杂。为保证真空容器安全运行，必须进行可靠设计和改进。

ANSYS是与压力容器分析设计标准（JB4732-95）[3]相适应的有限元分析软件，已广泛应用于真空容器的应力分析和结构优化。蔺晓建等[4]对薄壁二极铁真空室进行了结构静力分析，并进行多目标优化及结构优化。吕世增等[5]建立了真空容器可靠性优化数学模型，进而开发了真空容器可靠性优化设计专用软件，有效提高了设计效率，还通过有限元模拟了真空容器大门法兰结构的焊接过程[6]。此外，研究人员也对KTX真空室[7]、真空镀膜设备真空室体[8]和综合测试台真空筒体[9]等进行了有限元分析和计算。

真空容器筒体结构多为圆筒形或球形，拟进行分析的是一异型真空容器（下部为方形结构、上部为半圆筒形结构）。……