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中微子物理是当前基本粒子物理、宇宙学和天体物理的重要前沿课题。它既关系到微观粒子结构及粒子间相互作用,又关系到宏观宇宙的起源演化。因此,研究探索中微子意义重大。许多国家科研机构对中微子进行了一系列实验测试与研究,如加拿大的SNO中微子实验及日本的KAMLAND中微子实验。2007-2011年,中国科学院高能物理研究所开展了大亚湾中微子实验(一期项目);2013年,在大亚湾中微子实验的基础上提出了江门中微子实验(二期项目),该实验拟建设内径为34.5m的球形中微子探测器,以期获得更多更精确的实验数据。参照一期项目设计方案,二期项目同样选用具有高透光率的有机玻璃作为中微子探测器的主体构件材料。对指定厂家提供的有机玻璃进行力学性能试验,得到了有机玻璃力学性能参数;基于力学性能试验结果确定了有机玻璃许用应力,提出了拉应力和弯曲应力控制方法;根据二期项目探测器设计技术要求,提出了支柱式有机玻璃球探测器方案,利用有限元法对其进行强度和外压稳定性分析。主要研究工作如下:(1)对指定厂家提供的有机玻璃开展拉伸、压缩和弯曲力学性能试验,得到了相应的力学性能参数。测试分析单层有机玻璃与等厚度双层有机玻璃力学性能,结果表明粘接剂轻微地削弱了材料的拉伸力学性能,但明显地增强了材料的弯曲力学性能;测试比较不同厚度有机玻璃弯曲力学性能,结果表明有机玻璃弯曲力学性能受试样尺寸影响。(2)基于力学性能试验结果,参照国内外灰口铸铁标准,确定了有机玻璃的许用拉应力和许用弯曲应力,提出拉应力和弯曲应力的控制方法。在结构连续处,以薄膜应力为主,采用许用拉应力来控制其应力水平;在结构不连续处,以弯曲应力为主,采用许用弯曲应力来控制其应力水平。(3)根据二期项目探测器设计技术要求,提出支柱式有机玻璃球探测器初步方案,采用有限元法对其进行强度和外压稳定性分析。在初步方案基础上进行改进,得到了满足强度和外压稳定性要求的方案Ⅰ和方案Ⅱ。经综合比较得知,方案Ⅱ优于方案Ⅰ