Bolted Assembly of the World's Largest Superconducting Coil

世界最大級の超伝導コイルのボルトアセンブリ

以前ショーケースで、私達は世界最大級のプラズマ核融合実験装置、

Wendelstein 7-X (W7-X)の超伝導コイルの解析事例をいくつか紹介してきました。

このショーケースでは、長期における研究開発のもうひとつの側面を紹介します。

今回はコイルと支持構造体の接続に焦点をあてます。（参考文献参照）

コイルの一部と支持構造体は、図1?3と上図動画に表示されるとおりです。

形状と荷重の対称性により、全体構造モデルの1/10がモデル化されます。

ADINAで利用可能な拘束方程式を使った専用の対称条件が設定されています。

モデルのほとんどが3Dソリッド要素で構成しています。

また、ボルトのモデル化は、ビーム要素が使用されています。

構造物は、電磁力により、コイル周辺に電流を発生します。そして、ボルトによる

締め付け荷重を受けます。

モデルは、約600万自由度あり、接触面は12万以上あり、ボルト要素は約950あり

ます。

解析は、2ステップで実行されます。

最初のステップでは、ボルトの締め付けを行います。ボルトの締め付けは、

最終値までに除々に増えていきます。

そして、2ステップ目に、電磁力が負荷されます。

図4と5は、ボルトの締め付けによる結果をしめしています。図6と図7は、

電磁力が負荷された後の変形を表します。

図1、超伝導コイルの有限要素モデルと支持構造体

図2、超伝導コイルの有限要素モデル

図3、支持構造の有限要素モデル

図4、ボルト締め付けによる、ワッシャーとボルトヘッドの変形コンタ図

図5、ボルト締め付け後のサポートリング中心の接触面圧

図6、変形コンタ図（コイル）

図7、変形コンタ図（支持構造体）

ボルトで締められたアセンブリモデルは多くの産業界で多く使用されてます。

(例：エンジンブロック、アクセル、クラッチ等)

上記の例は大きなボルトで締められたアセンブリを解析でADINAの強力な機能の

いくつかが用いられてます。

その中では以下の適用事例があります。

クラッチ

アクセル

エンジンブロック

フロントシャーシ

参考文献

* N. Jaksic, P. V. Eeten, V. Bykov, and F. Schauer, "Analysis of the magnet 

support structure for the plasma fusion experiment Wendelstein 7-X", Computers 

and Structures, in press

キーワード：

プラズマ核融合実験装置、ボルトアセンブリ、ボルトプリテンション、電磁力

提供：

Courtesy of N. Jaksic, P. V. Eeten, V. Bykov, and F. Schauer, 

Max-Planck-Institute for Plasma Physics, EURATOM Association