多层复合超导磁体结构的力磁耦合特性分析

摘要

基于电磁学理论,本文建立了超导复合线圈结构的力-磁耦合问题的基本控制方程,并根据虚位移原理建立了相应的有限元分析模型。通过数值求解获得了LPT超导复合线圈磁体的中心磁场,以及电磁力作用下的耦合变形特征。相关分析结果表明:多层复合超导磁体中心处的可获得较高的磁场强度,并且具有良好的均匀度;磁体由于强电磁力的作用而发生显著的变形,当不考虑耦合效应计算时,磁体的环向应变与电流的平方近似成线性关系,而考虑磁体的力-磁耦合效应,其力学行为具有显著的非线性特征。相关结果可为LPT磁体的设计与分析提供理论依据。