中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆(CFETR)是基于中國(guó)自主設(shè)計(jì)研制、成功建成運(yùn)行先進(jìn)實(shí)驗(yàn)超導(dǎo)托卡馬克裝置(EAST)和加入國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃建設(shè)的開(kāi)展受控核聚變研究的超導(dǎo)托卡馬克裝置,它對(duì)我國(guó)開(kāi)發(fā)聚變能源、應(yīng)對(duì)能源危機(jī)具有重要意義。CS線圈,是CFETR聚變裝置核心部件之一,它對(duì)等離子體電流的誘導(dǎo)產(chǎn)生、等離子體的成形和穩(wěn)定起到關(guān)鍵作用。在中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆(CFETR)的概念設(shè)計(jì)階段,針對(duì)CFETR中心螺管磁體的關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一個(gè)CS模型線圈,用以開(kāi)展模型線圈的設(shè)計(jì)與分析、繞制、熱處理、絕緣等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題研究,完成模型線圈的研制及測(cè)試。本文針對(duì)CSMC在降溫過(guò)程和通電勵(lì)磁過(guò)程的應(yīng)變、位移行為進(jìn)行了數(shù)值仿真分析和測(cè)量方法研究。首先介紹了 CFETR的中心螺線管模型線圈結(jié)構(gòu),使用ANSYS有限元分析軟件建立了 CSMC的有限元模型,對(duì)CS模型線圈在運(yùn)行條件下(低溫和強(qiáng)電磁力)的應(yīng)變分布和位移變化進(jìn)行模擬分析研究。確定了使用四分之一 Ⅱ型電橋法進(jìn)行溫度及磁場(chǎng)補(bǔ)償,以修正溫度和磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)變的影響,并搭建了測(cè)試平臺(tái),開(kāi)展了材料從室溫降到液氦溫度,以及在0-10T背景磁場(chǎng)環(huán)境下的應(yīng)變,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了測(cè)量方法的可行性。確定了使用激光三角法測(cè)量CSMC的宏觀位移,進(jìn)行了激光位移傳感器的精度對(duì)比實(shí)驗(yàn),并測(cè)定了傳感器的溫漂系數(shù)。最后,根據(jù)之前的分析結(jié)果,給出了 CFETR CSMC的應(yīng)變和位移的測(cè)量實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),為CSMC后期整體實(shí)驗(yàn)開(kāi)展提供理論參考。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)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(shì)
    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(nèi)容
第二章 CSMC降溫及電磁載荷下力學(xué)性能模擬
    2.1 CSMC結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
    2.2 有限元分析方法
        2.2.1 彈性力學(xué)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(jié)果及討論
        2.3.1 電磁特性
        2.3.2 降溫過(guò)程力學(xué)性能
        2.3.3 電磁載荷下力學(xué)性能
    2.4 本章小結(jié)
第三章 CSMC應(yīng)變和位移測(cè)量方法
    3.1 應(yīng)變測(cè)量
        3.1.1 應(yīng)變測(cè)量方法
        3.1.2 電阻應(yīng)變片結(jié)構(gòu)及工作原理
        3.1.3 惠斯通電橋
        3.1.4 應(yīng)變測(cè)量
        3.1.5 測(cè)量結(jié)果與分析
    3.2 位移測(cè)量
        3.2.1 位移測(cè)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(duì)比標(biāo)定
        3.2.5 溫漂系數(shù)測(cè)定
    3.3 本章小結(jié)
第四章 CSMC應(yīng)變及位移測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 CSMC應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.1.1 系統(tǒng)原理與組成
        4.1.2 測(cè)點(diǎn)選擇
        4.1.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
        4.1.4 惠斯通橋路設(shè)計(jì)
    4.2 CSMC位移測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.2.0 系統(tǒng)原理及組成
        4.2.1 測(cè)點(diǎn)選擇
        4.2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
        4.2.3 位移轉(zhuǎn)移概念設(shè)計(jì)
    4.3 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)及展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果

【參考文獻(xiàn)】

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