超导磁体绕制预应力有限元分析
本文选题:超导磁体 + 绕制张力 ; 参考:《低温物理学报》2017年04期
【摘要】:为保证绕组平整,导线排列紧凑,避免超导磁体运行时因导线过大移动而造成大的机械扰动,在绕制磁体过程中需要对超导线施加适当的绕制张力.超导磁体绕制过程中的预应力问题是一个非线性问题.每绕制一层导线,已绕制导线层中的预应力均会发生改变,磁体中预应力的分布很难用方程来近似表达.本文提出了研究超导磁体绕制应力的详细有限元模型,为导线建立独立模型,为每匝导线施加绕制张力,采用非线性结构分析,动态模拟绕制过程.基于该模型研究了传导冷却超导磁体的预应力,分析了绕制张力对环向应力和径向应力的影响.在该分析结果的基础上可以进一步分析多物理场作用下的超导磁体的应力应变特性,为高性能超导磁体的设计和建造提供理论指导.
[Abstract]:In order to ensure smooth winding and compact conductor arrangement and to avoid large mechanical disturbance caused by excessive wire movement during the operation of superconducting magnets, appropriate winding tension should be applied to superconductors in the process of winding the magnets. The prestress problem in the winding of superconducting magnets is a nonlinear problem. For each layer of wire, the prestress in the conductor layer will change, and the distribution of prestress in the magnet can hardly be expressed by the equation. In this paper, a detailed finite element model for studying the winding stress of superconducting magnets is presented. An independent model is established for the conductor, and the winding tension is applied to the conductor. The nonlinear structural analysis is used to simulate the winding process dynamically. Based on the model, the prestress of conducting cooled superconducting magnet is studied, and the influence of winding tension on the circumferential stress and radial stress is analyzed. On the basis of the analysis results, the stress-strain characteristics of superconducting magnets under the action of multiple physical fields can be further analyzed, which provides theoretical guidance for the design and construction of high performance superconducting magnets.
【作者单位】: 北京石油化工学院;中国科学院电工研究所应用超导重点实验室;
【基金】:北京市优秀人才培养资助项目(批准号:2012D005005000006) 北京市教育委员会科技计划(批准号:KM201310017005) 北京市高等学校青年英才计划项目(批准号:YETP1483)资助的课题~~
【分类号】:O511.3
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,本文编号:1948425
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