超级质子对撞机20T超导加速器二极磁体的力学分析与研究

摘要

高场超导加速器磁体技术是未来超级质子对撞机(SppC)建设中最核心和关键的技术,中国科学院高能物理研究所基于未来环形正负电子对撞机(CEPC)—超级质子对撞机(SppC)的项目背景,已经着手开展高场强超导加速器磁体技术的研究.本文介绍了国际上现有的四种类型高场超导加速器二极磁体线圈结构,并基于其中的Common-coil类型给出了20T超导二极磁体电磁场与机械结构的概念设计.该超导二极磁体主要部件包括铝壳，轨铁，垂直过渡键，垂直支撑板，束流孔支撑，Bi-2212跑道线圈，Nb3Sn跑道线圈，水平过渡键，水平支撑板等。本文基于ANSYS APDL对20T Common-Coil超导二极磁体的机械结构进行了优化设计，优化设计的主要目的包括:施加合理的预紧力;确保线圈上的应力低于一定水平;确定合理的铝壳厚度。