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非理想高温超导磁浮系统的动态力学行为研究
| 论文题名： | 非理想高温超导磁浮系统的动态力学行为研究 |
| 关键词： | 高温超导磁悬浮列车;动态力学特性;磁悬浮力 |
| 摘要： | 近些年，随着高温超导磁悬浮技术的逐渐成熟，高温超导磁悬浮列车已经实现在实验室中平稳运行，为了使超导磁悬浮列车走出实验室，实现产业化，还需要进一步深入研究。高温超导磁悬浮列车在实际运行时，由于轨道安装时存在的拼接裂缝、错位、剥离，将使放置在车体底部的高温超导块外加磁场发生改变，磁场变化重构高温超导块内部磁通运动。随着轨道的长时间使用，永磁体易出现破损或退磁，也将导致超导块内部磁通运动。目前，针对非理想高温超导悬浮系统的磁悬浮力对永磁体缺陷的敏感性研究尚未见报道。本文主要探究了非理想高温超导磁悬浮的动态力学特性，主要内容如下： 首先，本文通过理论推导、数值模拟，并结合相关实验结果，对单一永磁体、对极式永磁轨道、Halbach永磁轨道的磁场进行计算及分析，验证了模型的有效性，得到了三种理想型永磁轨道的磁场分布特性。 其次，基于H法建立了单块永磁体-超导体磁悬浮系统模型，分析了含缺陷永磁体磁场中超导体的磁悬浮力特性，给出了超导磁悬浮力受永磁体缺陷数量、缺陷宽度和缺陷深度的影响规律。详细讨论了超导体在正弦波运动、正弦波和方波叠加运动、有阻尼运动和横向正弦运动等四种运动模式下的磁悬浮力动态力学行为。 最后，建立了对极式永磁轨道、Halbach永磁轨道高温超导磁悬浮系统，详细探究了非理想系统中超导磁悬浮力在四种运动模式下对永磁体缺陷的敏感程度。结果表明，超导磁悬浮力与运动方式密切相关，永磁体缺陷的存在导致关键磁场指标退化，诱发超导磁悬浮力减小。数值模拟结果可为高温超导悬浮系统的研究提供一定的参考价值，同时为高温超导悬浮车设计提供借鉴作用。 |
| 作者： | 王石 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 赵宪锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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