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論文

波状曲げ変形を受けたNb$$_{3}$$Sn素線の臨界電流特性評価手法の開発

梶谷 秀樹; 石山 敦士*; 我妻 洸*; 村上 陽之; 辺見 努; 小泉 徳潔

低温工学, 50(12), p.608 - 615, 2015/12

ITER TFコイルに用いられるケーブルインコンジット(CIC)導体には、Nb$$_{3}$$Sn超伝導線が用いられている。CIC導体内部のNb$$_{3}$$Sn超伝導線は、電磁力によって、波状の曲げ変形を受けることで、その超伝導性能が劣化する。導体性能を正確に評価するためには、この劣化量を正確に把握しておく必要がある。波状の曲げ変形を受けた時の素線の超伝導性能評価手法は、既に開発されているが、このような既存の手法は、膨大な計算時間を必要とするものであるため、導体内数百本分のNb$$_{3}$$Sn超伝導線に同時に適用することは、計算時間やメモリ容量の観点から、不可能である。そのため、このようなNb$$_{3}$$Sn超伝導線の波状曲げ変形に対して、計算時間を大幅に短縮することのできる新たな評価手法を確立する必要があった。そこで、われわれは、超伝導線内のフィラメント間で電流が転流しないことを仮定した高抵抗モデル(HTRM)と呼ばれる評価手法の概念を波状曲げ変形に導入することによって、定量的かつ高速に波状曲げ変形特性を評価することのできる手法を開発した。開発した手法を用いて計算したNb$$_{3}$$Sn超伝導線の波状曲げ変形特性は、試験結果のそれと比較的よく一致し、本手法の妥当性を確認することができた。この結果は、Nb$$_{3}$$Sn超伝導線の波状曲げ変形特性を高速に評価できるようになったことによって、導体内数百本のNb$$_{3}$$Sn超伝導線に対しても適用できることを示す。以上より、導体性能の定量的な評価が可能となった。

論文

Distribution and anisotropy of dislocations in cold-drawn pearlitic steel wires analyzed using micro-beam X-ray diffraction

佐藤 茂男*; 菖蒲 敬久; 佐藤 こずえ*; 小川 博美*; 我妻 一昭*; 熊谷 正芳*; 今福 宗行*; 田代 仁*; 鈴木 茂*

ISIJ International, 55(7), p.1432 - 1438, 2015/07

 被引用回数:5 パーセンタイル:60.41(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

冷間延伸されたパーライト鋼ワイヤにおける転位の分布および異方性を特徴付けるために、X線回折線プロファイル解析をシンクロトロン放射マイクロビームを用いて行った。一般に、塑性せん断ひずみはワイヤの中心よりも表面近くでより激しかったが、中心から表面まで転位密度分布はほぼ一定であった。一方、転位の再配列は、転位の細胞構造を進化させ、表面に近づくほど進んだ。異方性転位密度によって、軸方向および横断方向の硬さの差異が説明できることも明らかになった。高温での回折データに基づく線プロファイル解析を行った。セメンタイトの回収率は一定の速度で進行したが、フェライト相の回収率は温度依存性を示し、フェライト相の回収率はセメンタイト相の回収率とはあまり関係していなかった。

口頭

数値シミュレーションによるNb$$_{3}$$Sn素線の曲げ歪印加時における超電導特性の評価

村上 陽之*; 植田 浩史*; 我妻 洸*; 石山 敦士*; 小泉 徳潔; 奥野 清

no journal, , 

Nb$$_{3}$$Sn素線の連続的な曲げ変形に対する臨界電流性能の劣化機構,要因を解明するために、分布定数回路モデルを用いた解析コードを開発した。解析結果は、実験結果と比較的よく一致し、開発した解析コードの妥当性が示された。本解析コードを用いて、臨界電流性能の劣化要因となるパラメータを調査し、以下の結論を得た。(1)臨界電流性能の劣化は温度に依存し、温度が高くなるほど劣化が大きくなる。(2)臨界電流性能の劣化度は横荷重の周期長に依存し、周期長が長いほど劣化が大きくなる。(3)臨界電流性能の劣化には、素線の曲げ剛性の影響が大きく、バリア層を厚くするなどの構成部材の断面積比を変えることは劣化を低減するために有効である。(4)ツイスト・ピッチの劣化への影響は小さい。

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