電磁力を受ける超伝導コイルと層間絶縁物の力学的挙動

电磁力作用下超导线圈和层间绝缘的机械行为

• 批准号: 07750124
• 负责人: 田村 仁
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: National Institute for Fusion Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750124/
• 关键词: 超伝導; 絶縁物; 複合材料; 極低温; 有限要素法; 接触要素

超伝導マグネットを利用した強磁場利用機器には、強大な電磁力が作用しており、この電磁力が構造材に及ぼす影響の力学的挙動の解明が注目されている。超伝導コイルを構成する超伝導導体の多くは超伝導の安定性を高めるとともに、超伝導素線の機械的な弱さを補強する意味で、異種材料との複合構造をしている。また、導体間の絶縁材は主にガラス線維強化複合材が使用される。超伝導コイルはこれらの複合部材が組み合わされたものであり、力学的挙動の評価は単一材料の構造物に比べて容易ではない。さらに、超伝導導体は、超伝導素線、安定化材、強度メンバの比率、配置が多種にわたり、その力学的強度の説明は従来の複合則による等価剛性では、定量的な評価が難しくなっている。本研究では、超伝導導体と絶縁物の極低温下での力学的挙動を明らかにし、電磁力を受けた超伝導コイルの力学的挙動を明らかにするために、超伝導導体と絶縁物を実際のコイル形状を模擬したサンプルの機械的強度実験を行い、その結果をもとに、異方性を考慮した弾性解析を実施した。実験結果からコイルは圧縮負荷を受ける過程で荷重と変位の関係に非線形が生じ、負荷過程と除荷過程でヒステリシスを持つことが観測された。これは導体と絶縁物が完全に面接触しておらず、荷重が増加するに従ってこの接触状態が変化するためと考え、これを検証するために接触要素を用いた解析を行った。解析の結果、超伝導導体と層間絶縁物の圧縮過程での面圧がどのように変化しているか、荷重と変位の非線形性は指数関数を用いた近似式でよく表現できること、構成材料の弾性範囲内の変形ではそのモデルが持っている理想的な圧縮剛性とならないこと等が明らかになった。本研究の結果をもとに荷重を面圧から電磁力を考慮した物体力に変えた計算を行うことにより、複合超伝導導体の機械的な負荷による剛性、強度を事件と照らし合わせ、定量的に評価した。

Super-guided magnetic field is a machine that utilizes strong magnetic fields and uses strong electromagnetic force. Attention is paid to the explanation of the dynamics of structural materials and the influence of electromagnetic force on り and このelectromagnetic force. Superconducting conductors are composed of superconducting conductors, and the stability of superconducting conductors is high. The mechanical strength of the super conductive wire means that it is a composite structure of dissimilar materials.また、The main material between the conductors is にガラスlinear reinforced composite material. される is used. Super-guided composite parts and components. 、The evaluation of mechanical movement is easier than that of single material structure.さらに, superconducting conductor, superconducting wire, stabilized material, strength ratio, configuration, various types of にわたり, そThe strength of mechanics is explained by the compound rule of strength and rigidity, and it is difficult to quantitatively evaluate it. This study examines the dynamics of the mechanics of superconducting conductors and insulators at extremely low temperatures.し、Electromagnetic force is affected by けたSuper 伝guidance コイルのMechanics を明らかにするために、Super The strength of the conductor and the mechanical shape of the conductor実験を行い, そのRESULTS をもとに, heterotropic をconsider した弾性ANALYSIS を実时した. The result is a non-linear relationship between the compressed load and the process and the load and position. The shape of the process, the loading process and the unloading process are the same. The conductor is in absolute surface contact and the load is increased and the contact is complete The state has changed and the test has been completed, and the test has been completed. Analytical results, superconducting conductors and interlayer insulators, the compression process, the surface pressure, the pressure change, the non-linearity of the load and the position, the exponential coefficient, and the approximation formulaでよく Expression できること、Construction material の弾性内 囲内の変shaped ではそのモデルThe ideal compression rigidity of the がhold is the same as the が明らかになった. The results of this study are calculated based on the load, surface pressure, electromagnetic force, and object force. , composite superconducting conductor's mechanical loading, rigidity, strength, incident light, and quantitative evaluation.