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面向高场应用的Nb3Sn CICC导体退扭机理研究
结题报告
批准号:
51677184
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
秦经刚
学科分类:
E0702.超导与电工材料
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
金环、廖国俊、刘小川、戴超、刘沛航
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
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中文摘要
性能退化是Nb3Sn导体广泛应用于高场磁体系统的弱点,退扭作为引起导体性能退化的新现象,正作为一个新的研究热点引起越来越多的关注。多重介质、多芯多层级不规则绞缆形成的螺旋结构增强了CICC导体的结构复杂性,数值方法难以准确地进行模拟。本项目旨在通过理论模型和实验相结合的方法,探究导体结构设计、电缆绞制、导体制造及低温运行对退扭的影响。通过对不同材料进行力学性能分析,结合不同的导体结构设计,以导体几何空间结构模型为基础,推导导体扭转模型和差分方程。利用无损检测方法,建立力学实验平台,实现退扭在线检测,并与数值模拟结果进行比对,优化理论模型。本项目的研究结果,能够揭示Nb3Sn导体的退扭机理,提出高场下低扭转率的导体结构设计、制造技术及低温运行分析方法,为高场Nb3Sn导体的设计、制造及应用提供理论与实验依据,并为其它导体的制造提供参考。
英文摘要
Degradation is the main defect to be used in the high magnetic field system.The new spot of reserch on degradation caused by rotation gets more attention widely. The spiral structure caused by irregular cabling with multiple materials, cores, and layers strengthen the complexity of CICC, which is difficult to be simulated by numerical modeling. This program aims to get the mechanism of rotation from theorical model using numerical method and experiment, including conductor design, cabling, conductor manufacture, and conductor operation. Firstly, the mechanical properties of different materilas and conductor design were investigated. The rotation model was developed based on spitial structure model, and the difference equations were investigated. The new experimental method is also investigated. The NDE (Non-Destructive Examination) method is mainly considered. In the process, the theory and experiment device of rotatioin are setup, which could investigate the cause of rotation, and provide valid method to reduce rotation. The results will provide valuable basis for both design and manufacturing of high field Nb3Sn CICC. It can also be used as a reference for other HTS conductor fabrication.
性能退化是Nb3Sn导体广泛应用于高场磁体系统的弱点,退扭作为引起导体性能退化的新现象,正作为一个新的研究热点引起越来越多的关注。多重介质、多芯多层级不规则绞缆形成的螺旋结构增强了CICC导体的结构复杂性,数值方法难以准确地进行模拟。本项目通过理论模型和实验相结合的方法,探究导体结构设计、电缆绞制、导体制造及低温运行对退扭的影响。通过对不同材料进行力学性能分析,结合不同的导体结构设计,以导体集几何空间结构模型为基础,推导导体扭转模型和差分方程。利用无损检测方法,建立力学实验平台,实现退扭在线检测,并于数值模拟结果进行比对,优化理论模型。本项目的研究结果,揭示了Nb3Sn导体的退扭机理,提出高场下低扭转率的导体结构设计、制造技术及低温运行分析方法,为高场Nb3Sn导体的设计、制造及应用提供理论与实验依据,并为其它导体的制造提供参考。发表论文6篇,其中本领域TOP期刊SUST 3篇,申请发明专利2项。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1109/tasc.2017.2660300
发表时间:2017-06
期刊:IEEE Transactions on Applied Superconductivity
影响因子:1.8
作者:C. Dai;J. Qin;Bo Liu;Peihang Liu;Yu Wu;Chen-shan Li;Q. Hao;Sheng Liu;A. Nijhuis;Chao Zhou
通讯作者:C. Dai;J. Qin;Bo Liu;Peihang Liu;Yu Wu;Chen-shan Li;Q. Hao;Sheng Liu;A. Nijhuis;Chao Zhou
New design of cable-in-conduit conductor for application in future fusion reactors
适用于未来聚变反应堆的电缆套管导体的新​​设计
DOI:10.1088/1361-6668/aa8900
发表时间:2017-11-01
期刊:SUPERCONDUCTOR SCIENCE & TECHNOLOGY
影响因子:3.6
作者:Qin, Jinggang;Wu, Yu;Devred, Arnaud
通讯作者:Devred, Arnaud
DOI:10.1088/1361-6668/ab6ec4
发表时间:2020-02
期刊:Superconductor Science and Technology
影响因子:3.6
作者:Guo Zichuan;Dai Chao;Qin Jinggang;Zhou Chao;Li Jiangang;Wu Yu;Liu Fang;Yang Dongsheng;Huang Chuanjun;Li Laifeng;Zhang Hengcheng;Xue Tianjun;Nijhuis Arend;Devred Arnaud
通讯作者:Devred Arnaud
An Analysis of AC loss of Bi-2212 CICC
Bi-2212 CICC交流损耗分析
DOI:10.1109/tasc.2018.2882400
发表时间:2019-03
期刊:IEEE Transactions on Applied Superconductivity
影响因子:1.8
作者:He Yuxiang;Qin Jinggang;Liu Fang;Dai Chao
通讯作者:Dai Chao
First AC loss test and analysis of a Bi-2212 Cable-in-Conduit Conductor for Fusion application
用于融合应用的 Bi-2212 电缆导管导体的首次交流损耗测试和分析
DOI:10.1088/1361-6668/aa94b8
发表时间:2017
期刊:Superconductor Science and Technology
影响因子:3.6
作者:Jinggang Qin;Yi Shi;Yu Wu;Jiangang Li;Qiuliang Wang;Yuxiang He;Chao Dai;Fang Liu;Huajun Liu;Zhehua Mao;Arend Nijhuis;Chao Zhou;Arnaud Devred
通讯作者:Arnaud Devred
面向高场应用的Bi2212高温超导磁体关键科学与技术问题研究
CICC导体力学性能数值模拟及实验研究
国内基金
海外基金