中國聚變工程實驗堆(CFETR)是基于中國自主設計研制、成功建成運行先進實驗超導托卡馬克裝置(EAST)和加入國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃建設的開展受控核聚變研究的超導托卡馬克裝置,它對我國開發(fā)聚變能源、應對能源危機具有重要意義。CS線圈,是CFETR聚變裝置核心部件之一,它對等離子體電流的誘導產生、等離子體的成形和穩(wěn)定起到關鍵作用。在中國聚變工程實驗堆(CFETR)的概念設計階段,針對CFETR中心螺管磁體的關鍵科學和技術問題,設計了一個CS模型線圈,用以開展模型線圈的設計與分析、繞制、熱處理、絕緣等關鍵技術問題研究,完成模型線圈的研制及測試。本文針對CSMC在降溫過程和通電勵磁過程的應變、位移行為進行了數值仿真分析和測量方法研究。首先介紹了 CFETR的中心螺線管模型線圈結構,使用ANSYS有限元分析軟件建立了 CSMC的有限元模型,對CS模型線圈在運行條件下(低溫和強電磁力)的應變分布和位移變化進行模擬分析研究。確定了使用四分之一 Ⅱ型電橋法進行溫度及磁場補償,以修正溫度和磁場對應變的影響,并搭建了測試平臺,開展了材料從室溫降到液氦溫度,以及在0-10T背景磁場環(huán)境下的應變,實驗結果表明了測量方法的可行性。確定了使用激光三角法測量CSMC的宏觀位移,進行了激光位移傳感器的精度對比實驗,并測定了傳感器的溫漂系數。最后,根據之前的分析結果,給出了 CFETR CSMC的應變和位移的測量實驗方案設計,為CSMC后期整體實驗開展提供理論參考。
【學位單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TL622
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 能源發(fā)展趨勢
    1.2 受控核聚變研究
    1.3 托卡馬克裝置
    1.4 課題提出的背景和意義
    1.5 論文研究的主要內容
第二章 CSMC降溫及電磁載荷下力學性能模擬
    2.1 CSMC結構及特點
    2.2 有限元分析方法
        2.2.1 彈性力學模型
        2.2.2 有限元分析模型及材料屬性
    2.3 有限元分析結果及討論
        2.3.1 電磁特性
        2.3.2 降溫過程力學性能
        2.3.3 電磁載荷下力學性能
    2.4 本章小結
第三章 CSMC應變和位移測量方法
    3.1 應變測量
        3.1.1 應變測量方法
        3.1.2 電阻應變片結構及工作原理
        3.1.3 惠斯通電橋
        3.1.4 應變測量
        3.1.5 測量結果與分析
    3.2 位移測量
        3.2.1 位移測量方法
        3.2.2 激光三角法
        3.2.3 激光位移傳感器
        3.2.4 精度對比標定
        3.2.5 溫漂系數測定
    3.3 本章小結
第四章 CSMC應變及位移測量系統(tǒng)設計
    4.1 CSMC應變測量系統(tǒng)設計
        4.1.1 系統(tǒng)原理與組成
        4.1.2 測點選擇
        4.1.3 系統(tǒng)硬件設計
        4.1.4 惠斯通橋路設計
    4.2 CSMC位移測量系統(tǒng)設計
        4.2.0 系統(tǒng)原理及組成
        4.2.1 測點選擇
        4.2.2 系統(tǒng)硬件設計
        4.2.3 位移轉移概念設計
    4.3 本章小結
第五章 全文總結及展望
    5.1 全文總結
    5.2 展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果

【參考文獻】

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本文編號：2856399