加强型Bi-2212超导股线有限元拉伸性能分析

为探究加强型Bi-2212超导股线的力学性能以及不锈钢包带对超导股线力学性能的影响，运用Ansys软件建立加强型Bi-2212超导股线的三维模型，采用有限元分析方法，对其机械结构进行仿真，模拟高温高压热处理后轴向受拉形变量和应力应变分布情况。仿真结果显示，在同样施加100 N拉力的情况下，与超导原线（Bi-2212超导线）相比，密绕Ni₈₀Cr₂₀包带后的加强型Bi-2212超导股线轴向受拉形变程度减小，约10%;应力应变均降低，约30%。采用Ni₈₀Cr₂₀作为外包带制成的加强型Bi-2212超导股线力学性能显著，是未来超导线发展方向之一。     

NbTi CICC导体横向机械性能分析

超导导体的力学性能是决定导体载流性能的重要影响因素之一,构成超导磁体的超导电缆在运行过程中受电磁力、热应力的作用,会导致其内部超导线产生应变,进而影响其载流性能和交流损耗,因此研究电磁循环载荷对超导电缆的影响有着重要的意义。对国际热核聚变实验堆中极向场线圈中Nb Ti超导导体进行机械压缩实验,并从形变量、弹性模量、弹性功等方面,对其机械强度进行分析。该方法可以在不进行电磁循环测试的情况下快速判断导体机械性能,为导体设计提供初步性能评判依据。结果显示,PF1-6NbTi超导导体相对于测试的其他PF导体在相同工况下,累积形变量与最大形变量更小。通过进一步对导体结构设计进行对比分析,发现低空隙率以及短节距绞线可以有效提高电缆机械性能。     

NbTi、Nb_3Sn超导线拉伸性能研究

超导线材的力学特性是决定超导线使用性能的主要因素之一.超导电缆绞制过程中的张力、扭矩,和电缆载流时产生的电磁力都会使超导线发生各种应变,从而对其临界性能造成影响.因此研究单根超导线的力学性能对分析预测超导电缆的临界性能有重要参考意义.本文主要对以Nb系低温超导材料为基础的NbTi、Nb3Sn超导线在不同温区进行了拉伸实验,测得不同种类、不同状态的超导线在不同温度下的杨氏模量和抗拉强度.并对部分实验结果进行了对比分析和数值拟合.     

Epitaxial Bi2Sr2CuOy thin films as p-type transparent conductors

Development of p-type transparent conducting thin films is tireless due to the trade-off issue between optical transparency and conductivity. The rarely concerned low normal state resistance makes Bi-based superconducting cuprates the potential hole-type transparent conductors, which have been realized in Bi₂Sr₂CaCu₂O_y thin films. In this study, epitaxial superconducting Bi₂Sr₂CuO_y and Bi₂Sr_1.8Nd_0.2CuO_y thin films with superior normal state conductivity are proposed as p-type transparent conductors. It is found that the Bi₂Sr_1.8Nd_0.2CuO_y thin film with thickness 15 nm shows an average visible transmittance of 65% and room-temperature sheet resistance of 650 Ω/sq. The results further demonstrate that Bi-based cuprate superconductors can be regarded as potential p-type transparent conductors for future optoelectronic applications.     

基于RBF-PID的超导变压器励磁电源控制系统研究

超导导体测量装置中的超导变压器由于次级线圈接头电阻的损耗会引起次级电流的衰减,为了克服次级电流衰减的影响,改善超导变压器的输出性能.对超导变压器原理进行分析,建立超导变压器数学模型,采用一种基于RBF-PID算法对超导变压器励磁电源进行控制.在MATLAB/Simulink中搭建超导变压器控制系统仿真模型,结果表明,与传统PID控制系统相比,RBF-PID控制系统的响应速度更快,超调量更小,鲁棒性能更好.     

ITER PF导体中NbTi股线的磁滞损耗研究

国际热核聚变实验装置需要超导磁体提供强磁场来约束等离子体。超导体在外磁场变化等非稳态环境中会产生以磁滞损耗为主的交流损耗。因此在制作绕制PF磁体的导体前须测量所使用Nb Ti股线的磁滞损耗特性,确保其性能达到ITER组织要求,防止影响磁体运行的稳定性。选择使用综合物性测量系统平台(PPMS)中的振动样品磁强计(VSM),测量了Nb Ti股线样品在模拟运行环境中的磁滞回线,从磁滞回线积分得到了样品的磁滞损耗。测得样品的磁滞损耗数据离散程度较小,且全部小于要求的限值,样品均达到了ITER的要求,此Nb Ti股线可用于超导导体、磁体的制作。     

聚变堆超导磁体用SS316LN铠甲低温断裂性能研究

对聚变堆中心螺管(CS)线圈中，铠装电缆导体(CICC)中的SS316LN 不锈钢铠甲在运行状态下的断裂性能进行了测试分析。结果显示SS316LN 疲劳裂纹扩展性能较稳定，断裂韧性在经历冷变形与时效热处理后出现了大幅度衰减。此结果为未来核聚变堆超导线圈的设计与性能分析提供了数据参考。     

ITER 聚变装置内部线圈导体高纯铜管机械性能研究

对ITER 装置内部线圈(IVC)中,管内矿物绝缘导体(SSMIC)中的无氧铜管在常温、高温下的机械性能进行了研究。结果显示高纯铜的机械性能满足设计要求,抗拉强度和屈服强度在常温、高温下均有提高。此结果为ITER 内部线圈导体的设计与性能分析提供了数据参考。     

Bi-2212高温超导股线受压临界电流测试与分析

运用Ansys软件建立Bi-2212超导股线简化二维截面模型,采用有限元方法研究平面压缩对热处理后的Bi-2212超导股线在不同的压缩条件下的应力与应变分布。通过分析得出:平板压缩使Bi-2212超导股线中超导区域中间位置的应力应变比靠近外层位置的应力应变要大;并根据分析得出股线在径向受压形变量0.04mm,0.10mm,0.15mm条件下股线超导区域平均应变的大小。通过低温实验测试了Bi-2212超导股线短样样品在4.2K和不同平行磁场强度下的临界电流,并且分析了在室温受压缩0.04mm,0.10mm,0.15mm条件下股线临界电流性能的变化,根据测试结果得出当Bi-2212股线受压缩应变时,股线的临界电流具有明显的下降。     

GSI收集环二极磁体实验的数值模拟计算

收集环二级磁体在探测反质子和离子加速器装置中有着重要的作用。主要对收集环二极磁体实验所需的加热器,磁体热点温度以及失超保护的移能电阻进行了数值模拟计算,并与实验数据进行了比较,结果基本吻合。