金属压力囊与应变测量技术在异型超导磁体结构装配过程中的应用研究

发布时间：2021-01-11 19:37

　　为了研究异型超导磁体结构预应力施加及其应变控制性测量等问题,基于自主集成的气压-水压混合高压增压系统,结合电阻应变片与非接触式DIC（Digital Image Correlation）全场应变测量方法,本文提出了一种超导磁体结构装配后预应力施加与应变测量控制技术。为了验证研制系统及其应变测量的可靠性和准确性,模拟超导二极线圈结构,自制了一套带有铝壳约束的铁质二极结构,对其进行装配后的预应力施加与应变测量,即:在二极结构内部放置一种自主研制的类似千斤顶设备——用薄钢板制成的长方形金属压力囊（称Bladder）,利用自制的高压增压系统将较高的水压打入压力囊中,通过其有限的位移对二极结构内部人为地施加均布压应力,最终到达为二极结构内部施加预应力的目的。在施加预应力过程中,运用电阻应变片与基于高速CCD（Charge Coupled Device）设备的非接触DIC技术,对二极结构外部的约束结构——铝壳进行实时的应变测量。多组重复性实验结果表明:高压增压系统可控水压范围为5～120MPa,步长为4MPa,可同步显示压力,并且在此范围内能够维持设定的压力恒定不变,误差控制在±1.5MPa以内;... 

【文章来源】：实验力学. 2020,35(01)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

自主研制的Bladder+Key

气压-水压混合高压增压系统是以高压空气(0.8MPa)作为初始工作介质,将液体(水)利用空压机的机械能转换成液压力能的装置(>100MPa),如图1所示为我们自主集成的一套气压-水压混合高压增压系统,主要包括空压机组、水压机组(包括油缸、液压马达等)、打压控制软件,以及相关的高压水路与控制阀等。为了保证对超导磁体施加预应力时其结构内部应力的均匀性和可控性,防止活塞运动到终端时以很大的速度撞击缸盖引起水压机的振动和损坏,在水压机组装置设计中,将液压缸的行程末端设置有缓冲器件,可使得活塞在达到行程尾部时缓慢减速到零位附近,因此,可降低因运动活塞的惯性力和液压力所造成的活塞与端部之间的撞击,当活塞运动至接近缸盖时,节流器将产生可控的反压力从而有效达到缓冲效果,实现压力精准控制(如图2)。图2 不同打压次数下Bladder压力控制情况

不同打压次数下Bladder压力控制情况

【参考文献】：
期刊论文
[1]微米铜丝的低温力学性能测试[J]. 喇世仁,张兴义,刘伟,周军,周又和.  实验力学. 2016(02)
[2]绕制预应力对MICE超导耦合磁体冷质量应力状态的影响[J]. 潘衡,刘孝坤,吴红,郭兴龙,徐风雨,王莉,M.A.Green.  原子能科学技术. 2010(05)



本文编号：2971356