Surface modification of steel inductor as an attempt to enhance its durability in high pulsed magnetic fields

Хрупкое Разрушение Проводника В Сильном Импульсном Магнитном Поле

“…В качестве граничных условий для механической задачи (6), (7) использовались: отсутствие радиальных напряжений на внутренней границе σ r (R 1 ) = 0 [12] и отсутствие смещений на внешней границе w(R 2 ) = 0. Для определения предельных упругих напряжений и деформаций применяется критерий текучести Мизеса [36]…”

“…В рамках сформулированной в предыдущем разделе теоретической модели эта возможность может быть реализована за счет варьирования параметров T e и T s импульса (2). В реальных экспериментальных установках [7,34] эти параметры определяются сопротивлением и индуктивностью индукторной системы, а также емкостью используемой конденсаторной батареи.…”

“…На текущий момент он составляет десятки импульсов при амплитуде магнитного поля около 50 T и длительности импульса порядка единиц−десятков микросекунд. Причиной малого срока эксплуатации является довольно быстрое растрескивание рабочей поверхности проводящего материала (внутренняя поверхность индуктора, либо поверхность концентратора магнитного потока) [7,8]. Появление трещин обусловлено, главным образом, наличием сильных термомеханических напряжений вследствие быстрого, практически адиабатического, омического нагрева проводящего материала.…”

“…Амплитуда полей, исследуемых в настоящей работе, составляет десятки тесла, что, с одной стороны, позволяет пренебречь эффектами магнитного гистерезиса, наблюдаемыми в слабых полях [24][25][26][27], а с другой стороны, избежать процессов плавления и взрыва проводника, происходящих в сверхсильных магнитных полях (более 100 T), что требует использования широкодиапазонных уравнений состояния вещества [22,[28][29][30][31]. нивелирования нежелательных краевых эффектов при изготовлении концентраторов магнитного потока эту кромку сглаживают [7]. Экспериментальные данные о разрушении таких концентраторов показывают, что зарождение трещин на их поверхности может происходить в средней части концентратора [7], т. е. не связано с геометрией торцевой части.…”

“…нивелирования нежелательных краевых эффектов при изготовлении концентраторов магнитного потока эту кромку сглаживают [7]. Экспериментальные данные о разрушении таких концентраторов показывают, что зарождение трещин на их поверхности может происходить в средней части концентратора [7], т. е. не связано с геометрией торцевой части. Поэтому мы с целью упрощения теоретической модели будем считать проводящий цилиндр достаточно протяженным, пренебрегая краевыми эффектами [32,33].…”