一种超导磁体材料分布形式的确定方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种超导磁体材料分布形式的确定方法及装置，该方法包括：获得超导磁体的设计模型；根据超导磁体的设计模型，获得超导磁体的电磁力传递路径；电磁力传递路径指示超导磁体在预设电磁力作用下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；根据超导磁体的设计模型，获得超导磁体的温度材料分布形式；温度材料分布形式指示超导磁体在预设边界温度条件下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；根据电磁力传递路径和温度材料分布形式，确定超导磁体的综合材料分布形式。本申请根据电磁力传递路径和温度材料分布形式，可以针对性地获得抵御温度应力和电磁力的能力较好的超导磁体。力的能力较好的超导磁体。力的能力较好的超导磁体。

【技术实现步骤摘要】
一种超导磁体材料分布形式的确定方法及装置


[0001]本申请涉及超导
，尤其涉及一种超导磁体材料分布形式的确定方法及装置。

技术介绍

[0002]超导磁体需要在高真空、超低温工况下维持强磁场，因此在服役过程中，其承载结构同时受到电磁力及温度应力的影响，为了防止超导磁体因为电磁力或温度应力产生形变，对超导磁体的结构刚度强度要求较高。电磁力和温度应力与传统承载结构受力形式不同，难以确定其传递路径。并且，超导磁体在不同应用领域中，均对其自重有严格要求，每减轻一公斤自重都将成倍减少维持强磁场所需要的能耗，所以超导磁体的高刚度强度和轻量化设计成为超导磁体的一对设计矛盾。本领域急需一种抵御形变能力较好，重量较轻的超导磁体。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本申请提供了一种超导磁体材料分布形式的确定方法及装置，用于提供一种抵御形变能力较好，重量较轻的超导磁体。
[0004]为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：
[0005]本申请实施例提供一种超导磁体材料分布形式的确定方法，包括：
[0006]获得超导磁体的设计模型；
[0007]根据超导磁体的设计模型，获得超导磁体的电磁力传递路径；电磁力传递路径指示超导磁体在预设电磁力作用下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；电磁力传递路径指示的材料体积占超导磁体的总体积的比例小于或等于第二预设比例；
[0008]根据超导磁体的设计模型，获得超导磁体的温度材料分布形式；温度材料分布形式指示超导磁体在预设边界温度条件下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；温度材料分布形式指示的材料体积占超导磁体的总体积的比例小于或等于第三预设比例；
[0009]根据电磁力传递路径和温度材料分布形式，确定超导磁体的综合材料分布形式。
[0010]在一些可能的实施例中，电磁力传递路径包括第一传递路径、第二传递路径和第三传递路径，根据超导磁体的设计模型，获得超导磁体的电磁力传递路径，包括：
[0011]获得预设电磁力在第一方向的第一分量、在第二方向的第二分量和在第三方向的第三分量；
[0012]在超导磁体的设计模型中，根据第一分量获得超导磁体在第一方向的第一传递路径，根据第二分量获得超导磁体在第二方向的第二传递路径，根据第三分量获得超导磁体在第三方向的第三传递路径。
[0013]在一些可能的实施例中，第一传递路径指示超导磁体在第一分量作用下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；第二传递路径指示超导磁体在第二分量作用
下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；第三传递路径指示超导磁体在第三分量作用下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；
[0014]第一传递路径、第二传递路径和第三传递路径指示的材料体积占超导磁体的总体积的比例均小于或等于第二预设比例。
[0015]在一些可能的实施例中，第一方向、第二方向和第三方向相互垂直。
[0016]在一些可能的实施例中，根据超导磁体的设计模型，获得超导磁体的温度材料分布形式，包括：
[0017]在超导磁体的设计模型的常温端施加第一边界温度，在设计模型的线圈位置施加第二边界温度，获得超导磁体的温度材料分布形式；第一边界温度大于第二边界温度；温度材料分布形式指示超导磁体的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例。
[0018]在一些可能的实施例中，根据电磁力传递路径和温度材料分布形式，确定超导磁体的综合材料分布形式，包括：
[0019]对电磁力传递路径和温度材料分布形式进行合并和平滑处理，获得超导磁体的综合材料分布形式。
[0020]在一些可能的实施例中，还包括：
[0021]在预设电磁力和预设边界温度条件下对综合材料分布形式的超导磁体的刚度进行验证；
[0022]当综合材料分布形式的超导磁体的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例时，综合材料分布形式的验证通过。
[0023]根据上述的超导磁体材料分布形式的确定方法，本申请还提供了一种超导磁体材料分布形式的确定装置，包括：
[0024]第一获得模块，用于获得超导磁体的设计模型；
[0025]第二获得模块，用于根据超导磁体的设计模型，获得超导磁体的电磁力传递路径；电磁力传递路径指示超导磁体在预设电磁力作用下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；电磁力传递路径指示的材料体积占超导磁体的总体积的比例小于或等于第二预设比例；
[0026]第三获得模块，用于根据超导磁体的设计模型，获得超导磁体的温度材料分布形式；温度材料分布形式指示超导磁体在预设边界温度条件下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；温度材料分布形式指示的材料体积占超导磁体的总体积的比例小于或等于第三预设比例；
[0027]确定模块，用于根据电磁力传递路径和温度材料分布形式，确定超导磁体的综合材料分布形式。
[0028]在一些可能的实施例中，电磁力传递路径包括第一传递路径、第二传递路径和第三传递路径，第二获得模块具体用于：
[0029]获得预设电磁力在第一方向的第一分量、在第二方向的第二分量和在第三方向的第三分量；
[0030]在超导磁体的设计模型中，根据第一分量获得超导磁体在第一方向的第一传递路径，根据第二分量获得超导磁体在第二方向的第二传递路径，根据第三分量获得超导磁体在第三方向的第三传递路径。
[0031]在一些可能的实施例中，第一传递路径指示超导磁体在第一分量作用下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；第二传递路径指示超导磁体在第二分量作用下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；第三传递路径指示超导磁体在第三分量作用下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；
[0032]第一传递路径、第二传递路径和第三传递路径指示的材料体积占超导磁体的总体积的比例均小于或等于第二预设比例。
[0033]通过上述技术方案可知，本申请具有以下有益效果：
[0034]本申请实施例提供了一种超导磁体材料分布形式的确定方法，包括：获得超导磁体的设计模型；根据超导磁体的设计模型，获得超导磁体的电磁力传递路径；电磁力传递路径指示超导磁体在预设电磁力作用下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；电磁力传递路径指示的材料体积占超导磁体的总体积的比例小于或等于第二预设比例；根据超导磁体的设计模型，获得超导磁体的温度材料分布形式；温度材料分布形式指示超导磁体在预设边界温度条件下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；温度材料分布形式指示的材料体积占超导磁体的总体积的比例小于或等于第三预设比例；根据电磁力传递路径和温度材料分布形式，确定超导磁体的综合材料分布形式。
[0035]由此可知，本申请实施例提供的超导磁体材料分布形式的确定方法，通过分别计算超导磁体在电磁力的作用下的电磁力传递路径，和在预设边界温度条件下的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超导磁体材料分布形式的确定方法，其特征在于，包括：获得超导磁体的设计模型；根据所述超导磁体的设计模型，获得所述超导磁体的电磁力传递路径；所述电磁力传递路径指示所述超导磁体在预设电磁力作用下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；所述电磁力传递路径指示的材料体积占所述超导磁体的总体积的比例小于或等于第二预设比例；根据所述超导磁体的设计模型，获得所述超导磁体的温度材料分布形式；所述温度材料分布形式指示所述超导磁体在预设边界温度条件下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；所述温度材料分布形式指示的材料体积占所述超导磁体的总体积的比例小于或等于第三预设比例；根据所述电磁力传递路径和所述温度材料分布形式，确定所述超导磁体的综合材料分布形式。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电磁力传递路径包括第一传递路径、第二传递路径和第三传递路径，所述根据所述超导磁体的设计模型，获得所述超导磁体的电磁力传递路径，包括：获得预设电磁力在第一方向的第一分量、在第二方向的第二分量和在第三方向的第三分量；在所述超导磁体的设计模型中，根据所述第一分量获得所述超导磁体在第一方向的第一传递路径，根据所述第二分量获得所述超导磁体在第二方向的第二传递路径，根据所述第三分量获得所述超导磁体在第三方向的第三传递路径。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一传递路径指示所述超导磁体在所述第一分量作用下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；所述第二传递路径指示所述超导磁体在所述第二分量作用下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；所述第三传递路径指示所述超导磁体在所述第三分量作用下的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例；所述第一传递路径、所述第二传递路径和所述第三传递路径指示的材料体积占所述超导磁体的总体积的比例均小于或等于第二预设比例。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述超导磁体的设计模型，获得所述超导磁体的温度材料分布形式，包括：在所述超导磁体的设计模型的常温端施加第一边界温度，在所述设计模型的线圈位置施加第二边界温度，获得所述超导磁体的温度材料分布形式；所述第一边界温度大于所述第二边界温度；所述温度材料分布形式指示所述超导磁体的最大米塞斯应力小于材料屈服极限的第一预设比例。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴蔚，邵晴，李凯，胡浩，卢力，蔚鑫，
申请(专利权)人：中车长春轨道客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：