文档介绍：2004 ANSYS 中国用户论文集
电子枪热-结构分析
关文勇
成都正万数码科技有限公司,610031
赵伯甲
成都国光电气股份有限公司,610031
[ 摘要] 本文利用 ANSYS 对电子枪温度场的分布及因温度产生的变形进行了模拟分析。对于电子枪复
杂的内部结构形态以及能量转换方式,我们同时分析了传导、辐射及对流三种传热方式对温
度场的影响。并在此基础上进行了温度场与结构变形的耦合分析,得出了有价值的结果,与
实际测试较为符合。
[ 关键词] 行波管、电子枪、热-结构、温度场、位移场
The Electronic Gun Thermal-structural Analysis
Guan wen yomh Zhao bojia
[Abstract] The simulate analyze using ANSYSY of electronic gun ,in temperature field and the distortion
caused by its temperature , is discussed in this paper. According to plexity structure and the
energy conversion inside the electronic gun, We took the energy conversion form
(conduction、radiation and convection)under advisement. And get the temperature field. Also made
the coincidence between temperature field and structural distortion. The result accord with fact.
[Keywords] Traveling-wave-tube (TWT)、electronic gun、thermal-structural、temperature field、 displacement
field
1 引言
电子枪是行波管的重要部件。内置一发热灯丝,灯丝通电发热至 1100℃以上,热量传
递到阴极上,使阴极材料上的电子获得足够的能量,受激发并逸出。电子在阴极、控制栅和
阳极的共同作用下形成电子流。电子流经控制器加速、聚焦后,便产生收敛的高速电子束,
射向螺旋线行波管慢波管。控制器上加 7000 伏以上的电压,使电子流加速并聚焦收敛。温
度分布、热应力和变形位移都是设计的重要参数,本文同时考虑到传导、辐射及对流三种传
热方式对温度场的影响;并在此基础上用直接耦合法与结构变形的耦合。
2 基本的理论和方法
傅立叶导热基本定律:
Q kA(T - T )
= hot cold
t d
对流换热的基本计算公式是牛顿冷却公式:
流体被加热时 q=h(t w -t f )
流体被冷却时 q=h(t w + t f )
2004 ANSYS 中国用户论文集
Stefan-Boltzmann 定律φ= εSσT 4
两个表面