5 T超导磁体绕制、降温及励磁全过程建模与分析

作     者：代国玺 胡强 吴北民 王省哲 Dai Guoxi;Hu Qiang;Wu Beimin;Wang Xingzhe

作者机构：西部灾害与环境力学教育部重点实验室兰州730000 兰州大学土木工程与力学学院兰州730000 中国科学院近代物理研究所兰州730000 

基　　金：国家自然科学基金(11932008 12327901 12102432)资助 

出 版 物：《低温与超导》 (Cryogenics and Superconductivity)

年 卷 期：2024年第52卷第11期

页      码：10-19页

摘      要：超导螺线管可产生稳定均匀的磁场,将多个螺线管组合则可达成大区域、高场强、高均匀度的磁场目标。本文研究的分体式磁体就设计了由多个螺线管分组嵌套而成的线圈组件,通过对磁体线圈的绕制、降温及励磁过程进行了建模与计算,分析其在多种载荷作用下的力学行为。结果表明:线圈在恒预张力作用下绕制后其内部环向应力远大于径向应力,且截面为“半工字型”的绕线骨架因线圈挤压发生了向外张开的微小变形;通电后线圈组件中心处磁场为5 T且均匀性良好,线圈主要受到电磁力轴向分量的作用而有相互靠近的变形趋势;线圈组件因降温和电磁力而产生的变形和应力不超过承载极限,未对其电磁性能产生大的影响,表明该磁体结构具有很好的稳定性。相关结果为该分体式磁体的设计和研制给出了重要指导,为未来更复杂超导磁体的设计和研制提供了途径。

主 题 词：超导螺线管 绕制 降温 电磁力 数值分析 

学科分类：080801[080801] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 080102[080102] 0801[工学-力学类] 

D　O　I：10.16711/j.1001-7100.2024.11.002

馆 藏 号：203155739...