极高场磁体用YBCO超导线圈的机械不稳定性问题研究

项目名称： 极高场磁体用YBCO超导线圈的机械不稳定性问题研究

项目编号： No.51407176

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 电工技术

项目作者： 李兰凯

作者单位： 中国科学院电工研究所

项目金额： 28万元

中文摘要： YBCO超导线圈适用于大电磁应力作用下的未来极高场磁体系统，但是，由于YBCO导体层状结构的各向异性特性，导致应用传统磁体技术的YBCO超导线圈难以达到设计电流，因此，有必要研究与机械应力相关的YBCO超导线圈的性能退化问题。本项目是申请者在高性能低温超导磁体机械不稳定性研究的基础上，研究YBCO高温超导线圈的机械不稳定性问题。研究内容主要包括：发展导体缠绕、磁体降温和励磁过程的力学模型，研究YBCO超导线圈的力学行为；建立应力关联模型，分析线圈结构对线圈性能的影响；基于理论力学模型和模型线圈实验，分析加固和支撑材料对YBCO线圈应力集中的影响；研究扭转载荷下YBCO导体的载流特性。通过这些研究，揭示结构材料性能和界面状态对线圈应力集中的影响，探寻线圈形状和预应力效应对提高线圈性能的作用，发展YBCO超导线圈技术，为未来极高场磁体的应用提供部分理论和技术基础。

中文关键词： 极高场磁体；高温超导线圈；性能退化；机械应力；电磁力

英文摘要： YBCO superconducting coils will be used for future ultra-high field magnet facilities, which always operate under the condition of very high electromagnetic stress. The YBCO tapes have anisotropic properties due to their layer structure. Thus, some YBCO c

英文关键词： ultra-high field magnets；HTS coils；degradation；mechanical stress；electromagnetic force