内外径比对高温超导线圈分层行为的影响

赵宇航; 张炜薇; 申岩松; 魏云鹏; 陈志东

doi:10.13885/j.issn.0455-2059.2026.02.015

兰州大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (2) : 268 -274. DOI: 10.13885/j.issn.0455-2059.2026.02.015

内外径比对高温超导线圈分层行为的影响

赵宇航, 张炜薇, 申岩松, 魏云鹏, 陈志东

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

摘要

基于ANSYS软件建立二维轴对称高温超导线圈模型,针对稀土钡铜氧化物（REBCO）涂层导体带材分层强度离散化特性,结合内聚力模型与Weibull分布函数,研究降温过程中线圈内外径比（R_o/R_i）对分层行为的影响机制.数值模拟结果表明,当内径固定时,层数增加会导致分层区域面积与分布范围的增加;当层数固定时,内径增大会降低R_o/R_i,同时减小分层区域面积与分布范围,但只有内径小于临界值时,线圈内才会发生分层行为.线圈分层行为由内径尺寸和线圈层数共同影响,最终体现为R_o/R_i会影响超导线圈的分层行为.通过优化内径与层数以降低线圈R_o/R_i,可有效抑制降温过程中的线圈分层现象. REBCO带材强度的离散性导致线圈分层区域呈现随机分布,并集中分布在靠近芯轴,径向应力较高的区域.