【摘 要】
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ITER磁体系统中各个场线圈均采用管内电缆导体(CICC)结构，其中纵场和中心场CICC结构采用Nb3Sn超导材料。由于超导体从形成到进入运行环境要经历一个冷却过程，且运行在大电流和强磁场的环境下，股线和超导体处于一个复杂的应力系统中。与此同时，由于Nb3Sn载流能力对应变的高度敏感性，超导股线和超导体在不同外载环境下的力学行为研究就不能仅仅停留在定性的层面上。本文建立分阶段考虑模型当前尺度和等效
【机 构】
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华中科技大学力学系,武汉,430074
【出 处】
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中国力学大会2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会
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ITER磁体系统中各个场线圈均采用管内电缆导体(CICC)结构，其中纵场和中心场CICC结构采用Nb3Sn超导材料。由于超导体从形成到进入运行环境要经历一个冷却过程，且运行在大电流和强磁场的环境下，股线和超导体处于一个复杂的应力系统中。与此同时，由于Nb3Sn载流能力对应变的高度敏感性，超导股线和超导体在不同外载环境下的力学行为研究就不能仅仅停留在定性的层面上。本文建立分阶段考虑模型当前尺度和等效多场耦联效应的数值分析模型去预测股线和CICC导体的载流能力。股线和多级子电缆导体的跨多尺度模型通过Matlab和Ansys APDL语言共同完成，并综合考虑了冷却过程的热结构耦合和电磁力的等效问题，使得对股线和导体的力学行为预测更加准确。以此为基础，根据已有文献中的导体临界电流传输特性与应变、磁场和温度的比例模型对超导股线和超导体的临界电流IC和n值进行预测。本研究基于分段多尺度建模和等效电磁力计算的方法使得各级电缆导体多尺度的结构特征、具体材料比例、不同材料之间力热电磁参数的差异性和电缆所处极端环境特征得以更为准确地再现，为股线和导体基于临界电学性能方面的设计和优化提供了方法和路径。
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