- На основе анализа ЭМС ИТЭР и других установок представлены основные методики и результаты проведенных исследований напряженно-деформированного состояния и оценки прочности композитных обмоток и силовых элементов с учетом особенностей конструкции и условий нагружения. С использованием метода суперпозиции разработана методика анализа механического состояния ЭМС при произвольных комбинациях токов в катушках полоидального магнитного поля и центрального соленоида. Выполнен расчет на прочность ЭМС ИТЭР для ряда аварийных ситуаций.
- Проведен анализ напряженно-деформированного состояния и прочности модельных катушек ЭМС ИТЭР в поддержку экспериментальных исследований сверхпроводящих обмоток.
- Построены математические модели электромагнитной системы токамака для исследования магнитоупругой устойчивости. С использованием построенных математических моделей получены аналитические решения задач магнитоупругой устойчивости систем катушек тороидального и полоидального магнитного поля ЭМС различных конфигураций. Разработана методика учета влияния магнитных жесткостей при анализе устойчивости ЭМС с применением стандартных конечно-элементных расчетных комплексов. Проведено исследование магнитоупругой устойчивости ЭМС вариантов проекта ИТЭР и Т-15Д.
- Разработана методика расчета температурных полей при захолаживании анизотропных обмоток произвольной конфигурации. Проведено сравнение результатов расчета захолаживания модельной катушки центрального соленоида ИТЭР с экспериментальными данными, которое подтвердило применимость разработанной методики для инженерных расчетов. Получены аналитические выражения для температур и проведен расчет захолаживания катушки тороидального магнитного поля ЭМС ИТЭР. Построена конечно-элементная модель КТП ЭМС ИТЭР и выполнен расчет напряженно-деформированного состояния при захолаживании с учетом рассчитанных температурных полей, а также проведена оценка прочности и даны рекомендации по оптимизации сценария захолаживания.
- Решены следующие задачи механики, связанные с изготовлением и сборкой ЭМС: - разработана методика анализа влияния неточностей изготовления и сборки на напряженно-деформированное состояние силовых элементов ЭМС с помощью конечно-элементного моделирования и проведено исследование системы катушек тороидального поля установки ИТЭР; - выполнен анализ влияния остаточных напряжений на циклическую прочность кожуха проводника катушек полоидального магнитного поля установки ИТЭР в результате гибки на заданный радиус;- предложен способ изготовления равнопрочного бескаркасного соленоида, защищенный патентом РФ.
- Впервые разработаны нормы расчета на прочность сверхпроводящей электромагнитной системы токамака.
2. Аlekseev А., Mitchell N., Gallix R. et al. Magnet Safety Assessment for ITER // Journal of Fusion Energy. Vol. 16, N 1-2, 1997. P. 25-35.
3.Alekseev A., Egorov K., Malkov A. and Panin A. Structural Analysis of the GLOBUS-M Tokamak Magnet System // Plasma Devices and Operations. Vol. 9, 2001. P. 57-81.
4.Alekseev A.B., Sorin V.M. Analysis of Magneto-mechanical Stability of ITER Magnet // Plasma Devices and Operations. Vol. 5, 1998. P. 335-344.
5.Аlekseev А., Arneman A., Belov A. et al. On the Calculation of Concentrated Loads at Finite-Element Mesh Nodes as Equivalents of a Given Spatial Distribution of Volume Force Density // Plasma Devices and Operations. Vol. 10 (4), 2002. P. 269-284.
6.Аlekseev А., Korotkov V., Gorkusha D. et al. Adiabatical Spherical Tokamak (TSP-AST) Magnets // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol. 12, N 1, 2002. P. 579-581.
7.Аlekseev А., Sborchia C., Duglue D. et al. Design and Manufacture of the Poloidal Field Conductor Insert Coil // Fusion Engineering and Design. Vol. 66-68, 2003. P. 1081-1086.
8.Алексеев А.Б., Малаховский И.В., Малков А.А., Спирченко Ю.В. Центральный соленоид ИТЭР. Прочность опорных структур и системы предварительного поджатия // Сб. «Вопросы атомной науки и техники». Серия «Электрофизическая аппаратура». Вып. 4 (30), 2006. С. 11-20.
9.Alekseev A. Electromagnetic Loads and Magnetoelastic Stability of the In-vessel Poloidal Field Coils of the T15 Upgrade // Plasma Devices and Operations. Vol. 17 (3), 2009. P. 201-206.
10.Алексеев А.Б. Применение метода суперпозиции для анализа по критериям прочности допустимых комбинаций токов в магнитной системе ИТЭР // Сб. «Вопросы атомной науки и техники». Серия «Электрофизическая аппаратура». Вып. 5(31), 2010. С. 219-224.
11.Алексеев А.Б. Учёт влияния среднего напряжения на рост трещины при оценке циклической прочности магнитной системы ИТЭР // Сб. «Вопросы атомной науки и техники». Серия «Электрофизическая аппаратура». Вып. 5(31), 2010. С. 212-219.
12.Алексеев А.Б., Елисеев В.В. Электрические, тепловые и упругие поля в проводе при локальном скачке сопротивления // ПМТФ. N 6, 1989. С. 41-46.
13.Алексеев А.Б., Бондарчук Э. Н., Карнаух В.А., Малков А.A. Способ изготовления бескаркасного равнопрочного сверхпроводящего соленоида. // Патент РФ, № 2033650, 1995.
14. Alekseev A., Jong C., Mitchell N. Structural Design Criteria for ITER Magnet System // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции «Прочность материалов и конструкций при низких температурах», Украина, г. Киев, 25-27 мая 2010 г.. Киев: ИПП им. Г.С. Писаренко НАН Украины. 2010. С. 1-2.
15.Alekseev A., Маlkov A., Thome R.G. еt al. Experimental Reactor (ITER) Magnet System Design // Proceedings of 15th International Conference on Magnet Technology. Beijing, China, 1997. Part 1. P. 343-346.
16.Alekseev A., Barabaschi P., Malkov A. et al. Mechanical Structures for the ITER Magnet System // Proceedings of 19th SOFT. Lisbon, Portugal, 16-20 September 1996. Vol. 2. P. 1075-1078.
17.Alekseev A.B., Arneman A.F., Belyakov V.A. et al. GLOBUS-M Tokamak Magnets // Proceedings of 19th SOFT. Lisbon, Portugal, 16-20 September 1996. Vol. 1. P. 829-832.
18.Алексеев А.Б., Андрианов О.А., Рогов Е.А. Исследование напряженно-деформированного состояния блока обмотки тороидального токамака
Т-10-C // Тезисы докладов Пятой Всесоюзной конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов (г. Ленинград, 10-12 октября 1990 г.). М.: ЦНИИатоминформ, 1990. С. 85-86.
19.Алексеев А.Б., Арнеман А.Ф., Егоров К.Э. и др. Проблемы прочности сверхпроводящей магнитной системы термоядерного реактора ИТЭР // Тезисы докладов III научно-технического семинара “Актуальные проблемы прочности материалов и конструкций при низких и криогенных температурах”. СПб.: СПбГАХПТ, 1997. С. 31-35.
20.Алексеев А.Б., Елисеев В.В. Определение остаточных напряжений, вызванных намоткой сверхпроводящих катушек // Тезисы докладов Шестой Всесоюзной конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов (г. С.-Петербург, 27-29 мая 1997 г.). М.: ЦНИИатоминформ, 1997. С.102.
21.Алексеев А.Б., Малков А.А., Корольков М.Д., Спирченко Ю.В. Циклическая прочность силовых конструкций магнитной системы ИТЭР // Тезисы докладов Шестой Всесоюзной конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов (г. С.-Петербург, 27-29 мая 1997 г.). М.: ЦНИИатоминформ, 1997. С. 113.
22.Алексеев А.Б., Малков А.А. Способ изготовления бескаркасного равнопрочного сверхпроводящего соленоида // Тезисы докладов Шестой Всесоюзной конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов (г. С.-Петербург, 27-29 мая 1997г.). М.: ЦНИИатоминформ, 1997. С. 114.
23.Аlekseev А., Arneman A., Huguet M. et al. Structural Assessment of the ITER Magnet System // Proceedings of 20th SOFT. Marseilles, France, 1998. Vol. 1. P. 899-902.
24.Алексеев А.Б. Термоупругость в электрических проводах при скачке сопротивления // Аннотированная программа IV Межреспубликанской конференции “Проблемы повышения прочности элементов машиностроительных конструкций” (г. Харьков, ХПИ, 1986). С. 20.
25.Алексеев А.Б., Елисеев В.В., Спирченко Ю.В. Термомеханические процессы при захолаживании катушки тороидального поля установки ИТЭР / ЛГТУ. СПб., 1992. 35 с. Деп. в ВИНИТИ 10.07.92, N 2265 - В 92.
26. Алексеев А.Б., Сорин В.М. Анализ магнитомеханической устойчивости ЭМС ИТЭР // Тезисы докладов Шестой Всесоюзной конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов (г. С.-Петербург, 27-29 мая 1997 г.). М.: ЦНИИатоминформ, 1997. С. 103.
27.Алексеев А.Б., Арнеман А.Ф., Малков А.А. Исследование напряженно-деформированного состояния и оценка прочности тороидального магнита ИТЭР с помощью конечно-элементных глобальных моделей // Тезисы докладов Седьмой Международной конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов (г. С.-Петербург, 28-31 октября 2002 г.). СПб.: ФГУП «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова». С. 85-86.
28.Алексеев А.Б., Альхимович В.А., Андреев В.А. и др. Проект токамака Т-15М // Тезисы докладов Седьмой Международной конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов (С.-Петербург, 28-31 октября 2002г.). СПб.: ФГУП «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова». С. 15-16.
29.Алексеев А.Б., Азизов Э.А., Горкуша Д.В. и др. Электромагнитная система токамака ТСП-АСТ // Тезисы докладов Седьмой Международной конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов (г. С.-Петербург, 28-31 октября 2002 г.). СПб.: ФГУП «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова». С. 105-106.
30.Алексеев А.Б., Альхимович В.А., Арнеман А.Ф. и др. Электромагнитная система установки Токамак Т-15М // Тезисы докладов Седьмой Международной конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов (г. С.-Петербург, 28-31 октября 2002 г.). СПб.: ФГУП «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова». С. 119-120.
31.Алексеев А.Б., Малков А.А., Скорняков Ф.Ю. Двух- и трехмерный анализ прочности штифто-болтовых соединений силовых конструкций магнитной системы ИТЭР // Тезисы докладов Седьмой Международной конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов (г. С.-Петербург, 28-31 октября 2002 г.). СПб.: ФГУП «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова». С. 124-125.
32.Аlekseev А., Amoskov V., Arneman A. et al. Numerical Simulations of Transient Processes in ITER as 3D Coupled Problems // 5 International congress of mathematical modeling. Book of abstracts. Dubna, Russia, 2002. Vol. 1. M.: “JANUS-K”. P. 129.
33.Аlekseev А., Amoskov V., Belov A. et al. Cool-Down Simulations for the ITER // 5 International congress of mathematical modeling. Book of abstracts. Dubna, Russia, 2002. Vol. 1. M.: “JANUS-K”. P. 130.
34.Алексеев А.Б., Гаврилов С.В., Малков А.А. и др. Экспериментальные исследования скорости роста трещины в кожухе проводника из Инколоя 908 для сверхпроводящей магнитной системы установки KSTAR // X Международная научно-техническая конференция «Проблемы ресурса и безопасной эксплуатации материалов». Сб. трудов, г. С.-Петербург, 2004. С. 53-56.