Тепловые и механические эффекты в многослойных проводящих структурах магнитных систем и электродинамических ускорителях твердых тел

• Автор: Карпова, Ирина Михайловна
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 230 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
1. Процессы в металлических проводниках при взаимодействии их с сильным импульсным магнитным полем. Задачи работы
1.1 Особенности условий работы неподвижных проводников в сильном импульсном магнитном поле
1.2 Особенности протекания процессов взаимодействия сильного импульсного магнитного поля с движущимися проводниками
1.3 Основные характеристики процесса разрушения проводников
в сильном импульсном магнитном поле
1.4 Постановка задач работы
2. Снижение максимального нагрева неподвижного проводника в сильном импульсном магнитном поле при использовании слоистой проводящей среды
2.1 Математическая постановка задачи снижения тепловых нагрузок
в неподвижном многослойном проводнике
2.2 Оптимизация параметров слоистого проводника по минимуму тепловыделения для импульсных одновитковых соленоидов
2.3 Оценка влияния кривизны поверхности проводника
2.4 Результаты главы
3. Исследование возможностей снижения нагрева в установках по ускорению неоднородных проводящих тел
3.1 Моделирование процессов в зоне высокоскоростного контакта
с неоднородной проводимостью

3.2 Обратная задача теории высокоскоростного контакта для ускоряемого тела с анизотропной проводимостью
3.3 Анализ снижения тепловых нагрузок в рельсотроне при использовании результатов оптимизации
3.4 Оценка влияния дискретизации свойств среды с ортотропной проводимостью на величину максимального нагрева
3.5 Результаты главы
4. Анализ влияния многослойности структуры на характер напряженного состояния токопроводящей системы в рамках теории упругости
4.1 Роль температурных напряжений в процессе импульсного нагружения соленоида
4.2 Моделирование процесса термоупругого поведения многослойных проводников под действием импульсного магнитного поля
4.3 Перспективы снижения механических нагрузок при использовании биметаллических проводников
4.4 Результаты главы
5. Исследование особенностей поведения токопроводящей системы при многократном нагружении сильным импульсным магнитным полем
5.1 Математическая модель воздействия сильного электромагнитного поля на осесимметричный проводник и его деформирование в процессе повторного нагружения
5.2 Оценка ресурса однородных толстостенных соленоидов, выполненных из различных материалов
5.3 Оценка ресурса импульсного соленоида в условиях малоцикловой усталости

5.4 Возможность использования многослойных проводников в индукторах многоразового использования
5.5 Результаты главы
Заключение
Литература
Приложение 1.
Связь касательной и нормальной составляющих плотности тока на
границе рельса и ускоряемого тела
Приложение 2.
Физические характеристики проводниковых материалов

ет учесть и то обстоятельство, что, если методика выбора составляющих многослойных систем в случае неподвижных проводников уже достаточно теоретически разработана, и основное внимание там следует уделить оптимизационным вопросам, то в случае подвижных проводников мы имеем дело с более сложной задачей, требующей своего решения не только с точки зрения практического использования, но и с точки зрения теоретического обоснования применимости многослойных систем.
Учитывая характер процессов в электромагнитных ускорителях проводящих тел, можно предположить, что наилучшие результаты в обеспечении более благоприятного токового режима можно достичь при использовании слоистых проводящих систем с ортотропной проводимостью, т.е. системы тонких, изолированных друг от друга проводящих пластин. Наличие изоляции препятствует растеканию тока в поперечном направлении, а возможность использования различных проводниковых материалов создает условия для получения заданного токораспределе-ния. Результаты, достигнутые в этой области, свидетельствуют о несомненном преимуществе якоря из слоистого проводника перед сплошным проводником. Наиболее полный анализ возможностей слоистых систем содержится в работах [50,51] . В них разработана модель движения идеализированного якоря, представляющего собой систему из бесконечно тонких, изолированных друг от друга листов. Задача изначально решена в предположении постоянной скорости движения, что позволило считать процесс квазистационарным. Уравнение (1.11) в этом случае сводится к интегро-дифференциальному уравнению для индукции магнитного поля, точное аналитическое решение которого получено в предположении однородной проводимости листов [50] . В дальнейшем было получено численное решение, учитывающее временные процессы изменения магнитного поля. Изменение проводимости слоев вследствие на-