摘要：为研究江门中微子试验(JUNO)光电倍增管(PMT)玻璃壳在温度载荷下的应力分布,以避免玻璃壳发生脆性破坏,对不同灌封胶材料下的玻璃壳热应力进行有限元模拟分析。采用正交试验方法,选取灌封胶材料属性参数中的弹性模量、泊松比和热膨胀系数作为研究因素,建立L25(53)正交表并得到25组数值模拟方案。对数值计算结果进行极差和方差分析,结果显示影响设计指标的主要因素为弹性模量和热膨胀系数,次要因素为泊松比。弹性模量对玻璃壳热应力有显著影响,热膨胀系数对玻璃壳热应力有一定影响,泊松比对玻璃壳热应力无显著影响。对各因素水平的算术平均值进行曲线拟合,提出基于拟合函数解析解的敏度分析方法来得到设计指标对各因素的敏感程度。结果表明,玻璃热应力对不同灌封胶材料的各参数敏感度不同。实际工程可针对最大敏度参数进行材料的改性工作,从而使得灌封胶材料的选用和改性更具有针对性和方向性,研究结果对实际工程具有极强的指导意义和参考价值。

关键词：热应力 正交试验 方差分析 曲线拟合 敏度分析 

单位：中国科学院大学核探测与核电子学国家重点实验室; 北京100049; 中国科学院高能物理研究所; 北京100049; 中国科学院大学核技术及应用学院; 北京100049