И.В. РЫБАКОВ Научный руководитель – М.А. ГУСАРОВА, к.т.н., доцент ПОДАВЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ
реклама
И.В. РЫБАКОВ Научный руководитель – М.А. ГУСАРОВА, к.т.н., доцент Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» ПОДАВЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В ЧЕТВЕРТЬВОЛНОВОМ СВЕРХПРОВОДЯЩЕМ РЕЗОНАТОРЕ НА 106 МГц Представлены результаты исследования влияния положения демпфера на частоту собственных механических колебаний внутреннего проводника сверхпроводящих червертьволновых резонаторов, рассчитанных на частоту 80 и 106 МГц. Выполнены оценки возможности смещения частоты механических мод в резонаторе 106 МГц с помощью демпфера, проведена оптимизация положения и веса демпфера с точки зрения эффективности подавления низкочастотных колебаний. На рис. 1 представлена конструкция четвертьволнового резонатора с демпфером для подавления низкочатотных механических колебаний внутреннего проводника. Рис. 1 Конструкция четвертьволнового резонатора с демпфером для подавления низкочастотных механических колебаний центрального проводника В результате численного моделирования механических колебаний центрального проводника для определения низших резонансных частот механических колебаний центрального проводника для конструкций 80 и 106 МГц без демпфера получены значения для двух низших частот механических колебаний центрального проводника. Для резонатора 80 МГц они составили 44,8 Гц и 281,2 Гц. Для конструкции, рассчитанной на частоту 106 МГц – 66,85 Гц и 157,2 Гц. Для подтверждения точности результатов моделирования, полученные результаты сравнивались с аналитическими расчетами, проведенными согласно методике [1]. Аналитический расчет показал, что частоты составляют f1 = 46,5 Гц и f2 = 291,2 Гц для резонатора 80 МГц и f1 = 72,7 Гц и f2 = 455,7 Гц для резонатора 106 МГц. Расхождение аналитического рас- чета с результатами численного моделирования составили менее 1%, из чего был сделан вывод о достаточной точности применяемой численной модели. С целью смещения частот низших вибраций резонатора на 106 МГц от промышленных шумов на частоте 50 Гц и 60 Гц, была рассмотрена конструкция стального поглотителя, представленная на рис. 2. Рис. 2. Геометрия поглотителя и его расположение в резонаторе Для достижения максимального смещения частоты низшей моды была проведена оптимизация положения поглотителя путем изменения длины цилиндрического основания демпфера и рассмотрены варианты построения демпфера из различных материалов. На рисунке 3 приведен график зависимости полученных частот первой моды колебаний внутреннего проводника от длины основания демпфера. Рис. 3 График зависимости частоты первой моды внутреннего проводника от длины основания демпфера Максимальная частота первой моды внутреннего проводника была получена при длине основания демпфера 343,5 мм. Она составила 84,1 Гц, что на 20,5% превышает частоту в структуре без использования демпфера. Далее был проведен расчет частоты первой моды колебаний внутреннего проводника в зависимости от материала поглотителя. Наибольшая частота колебаний была достигнута при использовании поглотителя, выполненного из титана, которая составила 84,2 Гц. 1. Список литературы A. Facco et al. Mechanical mode damping in superconducting low β, Proceedings of the 1997 Workshop on RF Superconductivity, Abano Terme (Padova), Italy
