轴对称高场超导磁体电磁应力有限元分析方法

• 作者: 刘宏伟 刘建东 张红洁 李伟 王秋良
• 来源期刊: 低温物理学报
• 关键词: 高场超导磁体 详细有限元模型 电磁应力 核磁共振谱仪
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 页码范围: 44-50
• 页数: 7页
• 语种: 中文

摘要

核磁共振成像和核磁共振谱仪是高场超导磁体的主要应用领域.高场超导磁体通常具有较高的磁场和运行电流,在运行过程中超导线会产生较高的电磁应力,其临界特性将发生退化,影响磁体的稳定性.开展高场超导磁体的电磁应力精确分析显得尤为必要.本文发展了一种快速有效的有限元分析方法,第一步,为整个超导磁体系统建立平均有限元模型,采用传统的电磁-结构耦合方法求解电磁应力,获得最大应力位置;第二步,对最大应力所在的超导线圈建立详细有限元模型,采用单积分-结构分析方法精确求解每一组分中电磁应力.基于该模型研究了500 MHz NMR超导磁体的电磁应力.该分析方法也可以用于超导磁体冷却过程中的热应力分析.为高场超导磁体设计和建造提供有益的理论依据.