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同步辐射光源是生命科学、环境科学、材料科学、纳米科学、化学和文化遗产等领域重要的研究工具。随着光源服务对象对光源的供光品质提出越来越高的要求，多国正在研究具有更高亮度、更短脉冲、更好空间分辨率和时间分辨率的第四代同步辐射光源。中国科学院高能物理研究所提出的基于超导直线加速器的X射线自由电子激光(下文简称IHEP-XFEL(X-ray free electron laser at theInstitute of High Energy Physics in Beijing))，是第四代光源的热门选择之一。本文所研究的超导偏转腔是IHEP-XFEL分束器系统的重要组成部件。它能够对束流进行有效偏转，将一条束线分时分为多条束线，从而克服基于超导直线加速器的自由电子激光束流利用效率较低的问题。 针对IHEP-XFEL对偏转腔设计提出的电磁性能要求以及尺寸限制，本文首先对现有超导偏转腔的设计进行了广泛的调研，在此基础上利用CST MWS(Computer Simulation Technology Microwave Studio)软件对偏转腔的电磁性能进行优化，总结了关键尺寸的优化规律，最终得到了悬梁纵向截面为梯形的双梁结构偏转腔，并分析了加工误差对该偏转腔电磁性能产生的影响;利用CSTMWS对偏转腔的高次模进行了仿真计算;利用CST PS(Particle Studio)仿真计算了偏转腔的MP(Multipacting)效应，并提出了降低MP效应严重程度的应对措施;利用ANSYS和COMSOL软件对偏转腔裸腔的机械性能进行了仿真，并针对偏转腔裸腔存在的结构弱点设计了一套可靠、可行的加强筋方案，使得带加强筋偏转腔的机械性能满足设计要求;利用CST Multiphysics模拟了裸腔和带加强筋偏转腔的洛伦兹失谐，利用ANSYS模拟了裸腔和带加强筋偏转腔的麦克风效应。 综上，本文对双梁结构偏转腔的电磁性能和机械性能进行了较深入、系统的模拟计算，完成了IHEP-XFEL所需325MHz双梁结构超导偏转腔的优化设计。该腔的电磁性能和机械性能均满足设计要求:Vt=7MV，Epeak/Et=2.7，Bpeak/Et=3.2mT/(MV/m)，[R/Q]t=2907Ω;带加强筋偏转腔抽真空时所受的最大应力小于30MPa，频率压力敏感度df/dp=-1.7 Hz/mbar，调谐灵敏度为65.5kHz/100kgf。另外，通过优化偏转腔的悬梁结构和加工流程，有效降低了加工难度。