The research for the development of new type high-temperature superconducting (HTS) cables, which is based on the second-generation high-temperature superconducting tapes, is a hot topic in the application of high field superconducting magnets. Note that the electro-mechanical coupling characteristics of superconducting tapes and the optimal design of the cable structures are the key components for the research of transport performance improvement of HTS cables. In this project, based on the previous researches for the electro-mechanical properties of the superconducting tapes and the electromagnetic distribution characteristics of superconducting cable, the research of the electro-mechanical coupling properties under thermal cycling loading,which reveal the degradation mechanism of the superconducting tapes caused by the mismatch of thermal stress, is developed experimentally. Meanwhile, new cable structures to enhance the transport capacity of superconducting cable are established, aiming to explore the influence of the geometrical configuration, contact resistance and the distribution of superconducting tapes on the transport performance of superconducting cables by the test for the contact resistance. On this basis, the nolinear multi-field coupling quantitative analysis methods and procedures for the mechanical-electro behavior of superconducting magnets can be established. Thus, the research results can provide a good guidance for the improvement of electro-mechanical performance of superconducting tapes and the design of superconducting cables in China.
研发基于二代高温超导带材的新型高温超导电缆结构是高场超导磁体应用研究领域中的热点。通过对超导材料力-电性能的分析和电缆结构优化方法的研究,来实现其输运性能提升是高温超导电缆应用研究中的核心内容。本项目拟从材料性能和结构优化两个角度出发,基于超导电缆力-电性能和电磁分布特征已有的研究基础,通过开展热循环作用下超导带材力-电性能实验,研究热失配应力积累引起的超导带材极限应力改变,以及输运性能退化的作用机理。同时,通过对电缆几何构型设计和接触电阻实验研究,揭示几何构型、接触电阻及超导带材排布方式对电缆输运性能的影响规律。在此基础上,发展超导磁体力-电行为多场耦合非线性定量分析方法和程序。本项目的研究将为改善高温超导电缆输运性能提供新思路,从而促进我国高温超导带材制备工艺和电缆结构优化方法的提升。
研发基于二代高温超导带材的新型高温超导电缆结构是高场超导磁体应用研究领域中的热点。通过对超导材料力-电性能的分析和电缆结构优化方法的研究,来实现其输运性能提升是高温超导电缆应用研究中的核心内容。本项目从材料性能和结构优化两个角度出发,基于超导电缆力-电性能和电磁分布特征已有的研究基础,通过开展热循环作用下超导带材力-电性能实验,揭示了热失配应力积累引起的超导带材极限应力改变,以及输运性能退化的作用机理。同时,通过对电缆几何构型设计和接触电阻实验研究,揭示几何构型、接触电阻及超导带材排布方式对电缆输运性能的影响规律,并提出了优化的电缆几何构型。在此基础上,发展超导磁体力-电行为多场耦合非线性定量分析方法和程序。此外,发展了随机粗糙表面的定量表征方法和接触电阻测试方法。本项目的研究为改善高温超导电缆输运性能提供新思路,从而促进我国高温超导带材制备工艺和电缆结构优化方法的提升。
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数据更新时间:2023-05-31
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