Les courants de surface générés par l’alimentation Radio Fréquence (352 MHz) de la cavité accélératrice RFQ d’IPHI, l’échauffent de façon non négligeable (210 W/cm2 au max par endroit). Cette chaleur est évacuée par de l’eau circulant dans des canaux de refroidissement traversant les lames.
La modélisation thermo-mécanique des extrémités des tronçons par les éléments finis, permet de prédire les déplacements et les contraintes que subit le nez de lame en fonctionnement. Elle permet également de vérifier l’efficacité du refroidissement (disposition et diamètre des canaux, température et vitesse de l’eau).
Le calcul présenté, mené sur le logiciel Samcef-Design, est destiné à valider la conception.
Les déplacements maxima calculés, de l’ordre de 0,1 mm au nez, sont acceptables.
Le système de refroidissement à 5 canaux est convenable pour les tronçons 1 à 3 : la contrainte maximum est de l’ordre de 50 MPa, valeur de la limite élastique du cuivre recuit.
Par contre pour les autres tronçons plus fortement échauffés, la nécessité d’un 6ième canal est démontrée afin que la contrainte maximum reste située autour de 70 MPa. Cette valeur, bien que légèrement supérieure à la limite élastique, est très localisée et pénètre très peu dans la matière. |
