接触传导热分析 - 行波管高频不同夹持杆尺寸热性能分析

这是 ANSYS 工程实战 第 9 篇文章

问题描述：行波管高频热性能改进对行波管正常工作至关重要，分析夹持杆与螺旋线，夹持杆与极靴接触界面尺寸，判断夹持杆界面对高频热性能的影响情况，根据仿真结果可以通过调节夹持杆与极靴接触界面尺寸明显改善高频热。

1.  有限元模型及前期设置

有限元模型为简化的行波管高频结构部分，主要包括：螺旋线，夹持杆，极靴，连接环，散热片，底板，其中极靴，连接环，散热片，底板进行 part 设置，螺旋线，夹持杆不设置 part ，螺旋线取靠近输出的部分长度，暂不考虑钼针方向的热传导。

接触设置：螺旋线与夹持杆设置接触，夹持杆与极靴，夹持杆与连接环分别设置接触。

网格收敛：通过设置螺旋线，夹持杆，极靴，连接环的尺寸进行网格收敛计算，参照工程实战第 7 篇文章。网格收敛后各部件设置网格大小为 螺旋线 0.06mm，夹持杆 0.06mm，极靴 1mm，连接环 1mm，散热片 1mm，底板 4mm  。

边界条件：底板设置环境温度 85 ℃ 。

2.  仿真结果分析

夹持杆界面尺寸为  0.17*0.35mm 的BN，螺旋线为钼带时，螺旋线上最高温度为 330.27 ℃，仿真结果如图。

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改变夹持杆与螺线，夹持杆与极靴接触面的尺寸，其他条件不变，进行分析，结果如表。

为了更直观，绘制结果表如图，夹持杆与螺旋接触尺寸变化时，螺旋线最高温度相差 10 ℃；夹持杆与极靴连接环接触尺寸变化时，螺旋线最高温度相差 90 ℃；因此夹持杆与极靴接触尺寸对螺旋线最高温度影响较大。