本文關(guān)鍵詞：機(jī)械應(yīng)變及并聯(lián)下的高溫超導(dǎo)帶材臨界電流研究

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【摘要】：隨著高溫超導(dǎo)技術(shù)的快速發(fā)展,高溫超導(dǎo)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。但超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用歸根結(jié)底取決于超導(dǎo)帶材的性能,我們利用超導(dǎo)帶材主要就是利用其電輸運(yùn)能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。與普通導(dǎo)線(xiàn)不同,高溫超導(dǎo)帶材的臨界電流會(huì)受到很多因素的影響,輕則導(dǎo)致輸運(yùn)能力下降,重則失去超導(dǎo)性能,損壞設(shè)備。因此研究超導(dǎo)帶材在不同情況下的臨界電流非常重要。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)和仿真對(duì)高溫超導(dǎo)帶材的臨界電流特性進(jìn)行了分析。本文先簡(jiǎn)單介紹了超導(dǎo)帶材的一些特性和基本理論,然后根據(jù)這些理論分別搭建了四引線(xiàn)法和剩磁法臨界電流測(cè)量系統(tǒng)。先使用四引線(xiàn)法進(jìn)行了短樣品高溫超導(dǎo)帶材臨界電流的測(cè)量,然后使用高溫超導(dǎo)帶材臨界電流自動(dòng)化連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)YBCO長(zhǎng)帶進(jìn)行了臨界電流測(cè)試,并進(jìn)行了缺陷檢測(cè)。兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn),在以后超導(dǎo)帶材的應(yīng)用研究中要選取合適的方法。然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量研究了機(jī)械特性對(duì)高溫超導(dǎo)帶材臨界電流的影響。首先,引入等效彎曲曲率半徑,通過(guò)物理建模方法計(jì)算得到了超導(dǎo)帶材扭轉(zhuǎn)彎曲下不同扭曲半徑和扭距的等效彎曲曲率半徑,并使用四引線(xiàn)法測(cè)量了超導(dǎo)帶材扭轉(zhuǎn)彎曲下的臨界電流。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行擬合得到了YBCO超導(dǎo)帶材的臨界電流與等效彎曲曲率半徑的解析關(guān)系式,提供了一種分析扭轉(zhuǎn)彎曲下高溫超導(dǎo)帶材臨界電流的方法。然后又測(cè)量了不同拉力下YBCO超導(dǎo)帶材的臨界電流,得到了YBCO超導(dǎo)帶材的臨界張力。兩種機(jī)械應(yīng)變下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都可以作為以后超導(dǎo)設(shè)備設(shè)計(jì)的參考依據(jù)。最后通過(guò)ANSYS有限元軟件對(duì)高溫超導(dǎo)帶材的電輸運(yùn)特性進(jìn)行了仿真分析。通過(guò)自負(fù)載特性曲線(xiàn)和短樣B-Ic曲線(xiàn)可以得到近似的臨界電流。分析了寬厚比對(duì)帶材臨界電流的影響、增加不同排布的導(dǎo)磁材料對(duì)電輸運(yùn)能力的影響,并通過(guò)仿真計(jì)算分析了超導(dǎo)帶材在不同并聯(lián)堆疊方式下的電輸運(yùn)能力。
【關(guān)鍵詞】：高溫超導(dǎo) 輸運(yùn)能力 臨界電流 扭轉(zhuǎn)彎曲 并聯(lián)堆疊
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM26
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 課題背景11-12
• 1.2 高溫超導(dǎo)帶材的發(fā)展及應(yīng)用介紹12-13
• 1.3 高溫超導(dǎo)帶材直流電輸運(yùn)特性研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第二章 高溫超導(dǎo)帶材臨界電流特性及理論16-26
• 2.1 超導(dǎo)體的基本性質(zhì)16-17
• 2.2 高溫超導(dǎo)帶材的直流臨界電流特性17-18
• 2.3 高溫超導(dǎo)帶材臨界態(tài)模型簡(jiǎn)介18-21
• 2.4 高溫超導(dǎo)帶材的臨界電流影響因素21-23
• 2.5 高溫超導(dǎo)帶材的各向異性23-26
• 2.5.1 第一代高溫超導(dǎo)帶材(Bi2223)臨界電流各向異性23-24
• 2.5.2 第二代高溫超導(dǎo)帶材(YBCO)臨界電流各向異性24-26
• 第三章 臨界電流測(cè)量方法研究及實(shí)驗(yàn)測(cè)試26-36
• 3.1 引言26
• 3.2 高溫超導(dǎo)帶材臨界電流測(cè)量方法介紹26-27
• 3.3 四引線(xiàn)法測(cè)量高溫超導(dǎo)帶材臨界電流27-30
• 3.3.1 四引線(xiàn)法介紹27
• 3.3.2 四引線(xiàn)法實(shí)驗(yàn)測(cè)量27-30
• 3.4 非接觸法測(cè)量原理及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建30-32
• 3.4.1 剩余磁場(chǎng)法測(cè)量原理30-31
• 3.4.2 非接觸法實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹31-32
• 3.5 非接觸法測(cè)量高溫超導(dǎo)帶材臨界電流32-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 第四章 機(jī)械應(yīng)變對(duì)高溫超導(dǎo)帶材臨界電流的影響36-46
• 4.1 引言36
• 4.2 扭轉(zhuǎn)彎曲形變下YBCO高溫超導(dǎo)帶材臨界電流特性研究36-41
• 4.2.1 帶材扭轉(zhuǎn)彎曲時(shí)的彎曲形變36-38
• 4.2.2 帶材扭轉(zhuǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)38-39
• 4.2.3 帶材扭轉(zhuǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析39-40
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論40-41
• 4.3 拉力作用下高溫超導(dǎo)帶材臨界電流特性研究41-45
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)41-43
• 4.3.2 不同拉伸應(yīng)力下YBCO帶材的臨界電流測(cè)試43-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第五章 高溫超導(dǎo)帶材臨界電流的仿真分析46-60
• 5.1 臨界電流的ANSYS仿真方法介紹46
• 5.2 單根帶材的臨界電流仿真分析46-50
• 5.2.1 YBCO超導(dǎo)帶材建模仿真47-48
• 5.2.2 不同寬厚比的YBCO帶材臨界電流仿真48-50
• 5.3 增加鐵磁材料后的仿真分析50-53
• 5.4 不同排布情況的多根帶材并聯(lián)仿真53-58
• 5.4.1 多根帶材并聯(lián)的應(yīng)用現(xiàn)狀53-54
• 5.4.2 超導(dǎo)帶材并聯(lián)仿真54-58
• 5.5 本章小結(jié)58-60
• 總結(jié)與展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1037638