低溫系統(tǒng)中超導(dǎo)磁懸浮軸承關(guān)鍵技術(shù)研究的開題報(bào)告

低溫系統(tǒng)中超導(dǎo)磁懸浮軸承關(guān)鍵技術(shù)研究的開題報(bào)告一、研究背景與意義超導(dǎo)磁懸浮軸承作為高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的關(guān)鍵部件，具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、不需要潤滑、無接觸和無磨損等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、高速列車和船舶推進(jìn)系統(tǒng)等領(lǐng)域。然而，由于超導(dǎo)磁懸浮軸承需要在低溫環(huán)境下工作，會存在液氮蒸發(fā)、溫度變化、熱應(yīng)力等問題，影響其穩(wěn)定性和可靠性。因此，對于低溫系統(tǒng)中超導(dǎo)磁懸浮軸承的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，具有重要的理論和應(yīng)用意義。目前，國內(nèi)外研究者已經(jīng)開展了超導(dǎo)磁懸浮軸承低溫工作的關(guān)鍵技術(shù)探究，包括超導(dǎo)材料的選擇、制備和性能測試，磁場設(shè)計(jì)和控制技術(shù)，以及低溫環(huán)境下的熱管理等方面。然而，由于該技術(shù)涉及材料、物理、機(jī)械、電子等多學(xué)科知識的交叉融合，涉及范圍較廣，解決問題的難度較大。因此，本次研究旨在深入探究超導(dǎo)磁懸浮軸承低溫工作的關(guān)鍵技術(shù)，為其應(yīng)用于工業(yè)界提供更為可靠和優(yōu)秀的技術(shù)保障。二、研究內(nèi)容1.超導(dǎo)材料性能測試及制備技術(shù)研究超導(dǎo)軸承需要使用高溫超導(dǎo)材料，如YBCO等。本研究將重點(diǎn)關(guān)注高溫超導(dǎo)材料的性能測試以及制備技術(shù)的研究。其中，性能測試將通過電阻率、磁滯損耗、臨界電流密度等指標(biāo)進(jìn)行評估。制備技術(shù)方面，將研究高溫?zé)崽幚?、卷繞技術(shù)、剪切成形等關(guān)鍵步驟。2.超導(dǎo)磁場設(shè)計(jì)與控制技術(shù)研究超導(dǎo)磁場作為超導(dǎo)磁懸浮軸承的核心部分，關(guān)系到軸承的精度和穩(wěn)定性。本研究將通過有限元仿真分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，探究超導(dǎo)磁場設(shè)計(jì)的優(yōu)化和控制技術(shù)的研究。主要研究內(nèi)容包括超導(dǎo)線圈的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、磁場分布的控制和磁場反饋控制等方面。3.低溫?zé)峁芾砑夹g(shù)研究低溫環(huán)境下，液氮會存在蒸發(fā)及氣體膨脹等問題，因此需要對軸承周圍的溫度進(jìn)行恰當(dāng)?shù)目刂?。本研究將研究低溫?zé)峁芾砑夹g(shù)，重點(diǎn)關(guān)注液氮的補(bǔ)充和排放技術(shù)、熱控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、保溫材料應(yīng)用等方面。三、研究方法該研究將采用實(shí)驗(yàn)分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法進(jìn)行探究。具體實(shí)驗(yàn)包括制備高溫超導(dǎo)材料、設(shè)計(jì)制作超導(dǎo)磁場系統(tǒng)、制作低溫?zé)峥刂葡到y(tǒng)以及磁力測量等，旨在驗(yàn)證理論研究成果和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。同時，采用有限元仿真等數(shù)值模擬方法，提高超導(dǎo)磁場設(shè)計(jì)的精度和計(jì)算效率。四、預(yù)期成果通過對超導(dǎo)磁懸浮軸承低溫工作的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入分析和研究，本研究預(yù)計(jì)可以獲得以下成果：1.高溫超導(dǎo)材料性能測試研究和制備技術(shù)優(yōu)化，為超導(dǎo)磁懸浮軸承的制備提供參考標(biāo)準(zhǔn)。2.超導(dǎo)磁場設(shè)計(jì)和控制技術(shù)的研究，提高超導(dǎo)磁懸浮軸承的精度和穩(wěn)定性，為實(shí)際應(yīng)用提供技術(shù)支持。3.低溫?zé)峁芾砑夹g(shù)的研究，提高超導(dǎo)磁懸浮軸承在低溫環(huán)境下的穩(wěn)定工作能力，為企業(yè)節(jié)省成本提供優(yōu)化方案。五、研究進(jìn)展計(jì)劃1.高溫超導(dǎo)材料性能測試及制備技術(shù)研究階段（3個月）2.超導(dǎo)磁場設(shè)計(jì)與控制技術(shù)研究階段（9個月）3.低溫?zé)峁芾砑夹g(shù)研究階段（6個月）4.論文撰寫和成果匯報(bào)階段（3個月）六、參考文獻(xiàn)[1]黃駿.超導(dǎo)磁懸浮軸承理論與應(yīng)用研究[D].廣東工業(yè)大學(xué),2016.[2]范江松.超導(dǎo)磁懸浮軸承關(guān)鍵技術(shù)研究[D].電子科技大學(xué)控制科學(xué)與工程專業(yè),2020.[3]趙