中國聚變工程實驗堆(CFETR)是基于中國自主設(shè)計研制、成功建成運行先進(jìn)實驗超導(dǎo)托卡馬克裝置(EAST)和加入國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃建設(shè)的開展受控核聚變研究的超導(dǎo)托卡馬克裝置,它對我國開發(fā)聚變能源、應(yīng)對能源危機(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。在中國聚變工程實驗堆(CFETR)的概念設(shè)計階段,針對CFETR中心螺管磁體的關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問題,設(shè)計了一個CS模型線圈,用以開展模型線圈的設(shè)計與分析、繞制、熱處理、絕緣等關(guān)鍵技術(shù)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(yīng)變、位移行為進(jìn)行了數(shù)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(jié)構(gòu),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(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)行溫度及磁場補(bǔ)償,以修正溫度和磁場對應(yīng)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(yīng)變,實驗結(jié)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(jìn)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(shù)。最后,根據(jù)之前的分析結(jié)果,給出了 CFETR CSMC的應(yīng)變和位移的測量實驗方案設(shè)計,為CSMC后期整體實驗開展提供理論參考。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：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
    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
    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)變和位移測量方法
    3.1 應(yīng)變測量
        3.1.1 應(yīng)變測量方法
        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)變測量
        3.1.5 測量結(jié)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(biāo)定
        3.2.5 溫漂系數(shù)測定
    3.3 本章小結(jié)
第四章 CSMC應(yīng)變及位移測量系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 CSMC應(yīng)變測量系統(tǒng)設(shè)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(shè)計
        4.1.4 惠斯通橋路設(shè)計
    4.2 CSMC位移測量系統(tǒng)設(shè)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(shè)計
        4.2.3 位移轉(zhuǎn)移概念設(shè)計
    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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本文編號：2856399