《高溫超導懸浮系統橫向穩定性實驗研究》是依託蘭州大學，由周軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高溫超導懸浮系統橫向穩定性實驗研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：周軍
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
自從高溫超導材料發現以來，超導塊材與永磁體構成的超導懸浮系統在交通運輸(超導懸浮列車)和空天飛行器等領域有著廣泛套用前景。在該懸浮系統中，懸浮體(永磁體或超導體)以一定間隙穩定懸浮於某一高度處時，不可避免會受到外界干擾而偏離平衡位置。由於超導體中超導禁止電流的存在使的偏離平衡位置的懸浮體受到回復力(導向力)作用，導致懸浮體發生以平衡位置為中心的橫向振動。振動將產生施加於超導體之上的交變磁場，使超導體內部發生不穩定的磁通運動，巨觀上表現為懸浮體中心隨時間發生漂移等一系列複雜的、不利於懸浮穩定的非線性動力學現象。本項目針對超導懸浮系統中電磁物理及懸浮體動力運動的非線性耦合問題，開展懸浮系統在橫向(水平)外加激勵(時變或者脈衝)作用下的懸浮體中心漂移特徵，及其對懸浮力、導向力特性的影響等基礎課題的基本實驗研究，為高溫超導懸浮系統的安全性設計提供基本實驗研究手段和基礎數據。
結題摘要
高溫超導懸浮系統可做為核心技術套用於高速軌道列車、高速軸承等高新產業當中，而懸浮系統中懸浮體所受的橫向作用力的特性決定了其是否穩定，以及保持穩定能力的強弱。本項目設計和組裝了測試用橫向振動懸浮測試觀測分析系統，測試了一些初始冷卻高度和水平相對位移條件下的系統固有頻率，得到了易發生非線性振動即分岔和混沌的頻率區間，發現了定激勵下混沌易退化的現象。該結果對磁懸浮系統的設計和控制有著重要的指導意義。測試了溫度循環對懸浮力弛豫的影響，提出了一種提高懸浮系統溫度穩定性的操作方法。另外測試了超導塊材裂紋尖端臨界電流分布，得到了電流強度因子階數為-1.37的結論，該數據是分析電磁應力分布和裂紋擴展性質的關鍵。測試了超導塊材從室溫冷卻至40K過程中的熱應力演化過程，為超導塊材冷卻破壞的機理分析提供實驗依據。自行設計和組裝了超導多場特性測試系統，並利用該系統對YBCO 塗層超導帶材進行外加磁場載流剝離強度實驗，以此為依託弄清了剝離過程中超導材料臨界電流的變化規律，成功解釋了實驗觀察到的YBCO層與合金層率先剝離的原因。測試了液氮沸點至常溫溫度範圍的微米級銅材料拉伸力學性能，為ITER計畫所用超導材料Nb3Sn線纜的力學性能的評估提供微觀尺度的實驗數據。
