ОБМЕЖЕННЯ ТЕОРЕМИ ВІРІАЛУ ДЛЯ ТОРОЇДАЛЬНОГО ІНДУКТИВНОГО НАКОПИЧУВАЧА, ЩО ОБУМОВЛЕНІ РОЗТАШУВАННЯМ ЕЛЕМЕНТІВ ОПОРНОЇ КОНСТРУКЦІЇ ТА ЇХНІМИ МЕХАНІЧНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ
Based on the virial theorem, the influence of the following factors to characteristics of mechanical support systems of toroidal magnetic energy storage is considered: the configuration of the coils, the support system elements location under compressive forces, the mechanical properties of the mate...
Saved in:
| Date: | 2022 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ
2022
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/366 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Technical Electrodynamics |
Institution
Technical Electrodynamics| _version_ | 1856543861297381376 |
|---|---|
| author | Васецький, Ю.М. |
| author_facet | Васецький, Ю.М. |
| author_sort | Васецький, Ю.М. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-01-27T10:15:57Z |
| description | Based on the virial theorem, the influence of the following factors to characteristics of mechanical support systems of toroidal magnetic energy storage is considered: the configuration of the coils, the support system elements location under compressive forces, the mechanical properties of the material, the distribution of the cross-sectional areas of the support rings and the corresponding distribution of radial forces. It is established that the volume of structure requirement depends only on the radii from which the coils transmit forces to the support rings. The found general relation, in contrast to the existing ones, establishes a relationship between all the parameters that determine the volume of the support structures. The characteristics of support systems are analyzed both for identical mechanical stresses and for identical mechanical properties of all support elements. The characteristics for specific examples of toroidal systems with circular coils are found. It is shown that systems with support elements in compression located on the side of the vertical axis of the torus have a significantly smaller volume of structure compared to other locations. The influence of the relative radial size of the torus cross-section and the distribution of the cross-sectional areas of the support rings on the structure requirement is analyzed. The relationship between dimensionless characteristics that determine the volume of elements subjected to mechanical stresses of compression and tension is noted. References 37, figures 8, table 1. |
| first_indexed | 2025-09-24T17:38:01Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-366 |
| institution | Technical Electrodynamics |
| language | English |
| last_indexed | 2025-09-24T17:38:01Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | Інститут електродинаміки НАН України, Київ |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-3662022-01-27T10:15:57Z VIRIAL THEOREM LIMITATIONS FOR THE TOROIDAL MAGNETIC ENERGY STORAGE CAUSED BY THE LOCATION OF SUPPORT STRUCTURE ELEMENTS AND THEIR MECHANICAL PROPERTIES ОБМЕЖЕННЯ ТЕОРЕМИ ВІРІАЛУ ДЛЯ ТОРОЇДАЛЬНОГО ІНДУКТИВНОГО НАКОПИЧУВАЧА, ЩО ОБУМОВЛЕНІ РОЗТАШУВАННЯМ ЕЛЕМЕНТІВ ОПОРНОЇ КОНСТРУКЦІЇ ТА ЇХНІМИ МЕХАНІЧНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ Васецький, Ю.М. toroidal magnetic energy storage virial theorem structure under compression support structure volume тороїдальні індуктивні накопичувачі енергії теорема віріала стискання опорних елементів об’єм опорних конструкцій Based on the virial theorem, the influence of the following factors to characteristics of mechanical support systems of toroidal magnetic energy storage is considered: the configuration of the coils, the support system elements location under compressive forces, the mechanical properties of the material, the distribution of the cross-sectional areas of the support rings and the corresponding distribution of radial forces. It is established that the volume of structure requirement depends only on the radii from which the coils transmit forces to the support rings. The found general relation, in contrast to the existing ones, establishes a relationship between all the parameters that determine the volume of the support structures. The characteristics of support systems are analyzed both for identical mechanical stresses and for identical mechanical properties of all support elements. The characteristics for specific examples of toroidal systems with circular coils are found. It is shown that systems with support elements in compression located on the side of the vertical axis of the torus have a significantly smaller volume of structure compared to other locations. The influence of the relative radial size of the torus cross-section and the distribution of the cross-sectional areas of the support rings on the structure requirement is analyzed. The relationship between dimensionless characteristics that determine the volume of elements subjected to mechanical stresses of compression and tension is noted. References 37, figures 8, table 1. На основі теореми віріала розглядається вплив на характеристик механічних опорних систем тороїдальних індуктивних накопичувачів енергії наступних факторів: конфігурації котушок тороїдального магнітного поля, розташування елементів опорної системи, що сприймають зусилля стиску, механічних властивостей конструкційного матеріалу, розподілу площ перерізу опорних кілець і відповідний розподіл радіальних електродинамічних сил. Встановлено, що об’єм конструкційного матеріалу залежить тільки від тих радіусів, з яких котушки передають зусилля на опорні кільця. Знайдено загальне співвідношення, яке, на відміну від існуючих, встановлює зв’язок між всіма параметрами, що впливають на об’єм матеріалу опорних конструкцій. Проаналізовано характеристики опорних систем для випадків однакових механічних напруг та однакових механічних властивостей матеріалу конструкцій. Знайдено характеристики для конкретних прикладів тороїдальних систем з круглими котушками. Показано, що системи з опорними елементами, розташованими на тороїдальній поверхні зі сторони вертикальної осі тора, мають значно менший об’єм конструкційного матеріалу порівняно з іншим розташуванням. Досліджено вплив на об’єм матеріалу відносного радіального розміру перетину тору та розподілу площ перетину опорних кілець вздовж периметру котушок. Відзначено зв’язок між безрозмірними характеристиками, що визначають кількість матеріалу елементів, що зазнають механічні напруги стиску і розтягнення. Бібл. 37, рис. 8, табл. 1. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2022-01-24 Article Article application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/366 10.15407/techned2022.01.003 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 1 (2022): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 003 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 1 (2022): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 003 2218-1903 1607-7970 10.15407/techned2022.01 en https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/366/296 Авторське право (c) 2022 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | тороїдальні індуктивні накопичувачі енергії теорема віріала стискання опорних елементів об’єм опорних конструкцій Васецький, Ю.М. ОБМЕЖЕННЯ ТЕОРЕМИ ВІРІАЛУ ДЛЯ ТОРОЇДАЛЬНОГО ІНДУКТИВНОГО НАКОПИЧУВАЧА, ЩО ОБУМОВЛЕНІ РОЗТАШУВАННЯМ ЕЛЕМЕНТІВ ОПОРНОЇ КОНСТРУКЦІЇ ТА ЇХНІМИ МЕХАНІЧНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ |
| title | ОБМЕЖЕННЯ ТЕОРЕМИ ВІРІАЛУ ДЛЯ ТОРОЇДАЛЬНОГО ІНДУКТИВНОГО НАКОПИЧУВАЧА, ЩО ОБУМОВЛЕНІ РОЗТАШУВАННЯМ ЕЛЕМЕНТІВ ОПОРНОЇ КОНСТРУКЦІЇ ТА ЇХНІМИ МЕХАНІЧНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ |
| title_alt | VIRIAL THEOREM LIMITATIONS FOR THE TOROIDAL MAGNETIC ENERGY STORAGE CAUSED BY THE LOCATION OF SUPPORT STRUCTURE ELEMENTS AND THEIR MECHANICAL PROPERTIES |
| title_full | ОБМЕЖЕННЯ ТЕОРЕМИ ВІРІАЛУ ДЛЯ ТОРОЇДАЛЬНОГО ІНДУКТИВНОГО НАКОПИЧУВАЧА, ЩО ОБУМОВЛЕНІ РОЗТАШУВАННЯМ ЕЛЕМЕНТІВ ОПОРНОЇ КОНСТРУКЦІЇ ТА ЇХНІМИ МЕХАНІЧНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ |
| title_fullStr | ОБМЕЖЕННЯ ТЕОРЕМИ ВІРІАЛУ ДЛЯ ТОРОЇДАЛЬНОГО ІНДУКТИВНОГО НАКОПИЧУВАЧА, ЩО ОБУМОВЛЕНІ РОЗТАШУВАННЯМ ЕЛЕМЕНТІВ ОПОРНОЇ КОНСТРУКЦІЇ ТА ЇХНІМИ МЕХАНІЧНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ |
| title_full_unstemmed | ОБМЕЖЕННЯ ТЕОРЕМИ ВІРІАЛУ ДЛЯ ТОРОЇДАЛЬНОГО ІНДУКТИВНОГО НАКОПИЧУВАЧА, ЩО ОБУМОВЛЕНІ РОЗТАШУВАННЯМ ЕЛЕМЕНТІВ ОПОРНОЇ КОНСТРУКЦІЇ ТА ЇХНІМИ МЕХАНІЧНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ |
| title_short | ОБМЕЖЕННЯ ТЕОРЕМИ ВІРІАЛУ ДЛЯ ТОРОЇДАЛЬНОГО ІНДУКТИВНОГО НАКОПИЧУВАЧА, ЩО ОБУМОВЛЕНІ РОЗТАШУВАННЯМ ЕЛЕМЕНТІВ ОПОРНОЇ КОНСТРУКЦІЇ ТА ЇХНІМИ МЕХАНІЧНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ |
| title_sort | обмеження теореми віріалу для тороїдального індуктивного накопичувача, що обумовлені розташуванням елементів опорної конструкції та їхніми механічними властивостями |
| topic | тороїдальні індуктивні накопичувачі енергії теорема віріала стискання опорних елементів об’єм опорних конструкцій |
| topic_facet | toroidal magnetic energy storage virial theorem structure under compression support structure volume тороїдальні індуктивні накопичувачі енергії теорема віріала стискання опорних елементів об’єм опорних конструкцій |
| url | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/366 |
| work_keys_str_mv | AT vasecʹkijûm virialtheoremlimitationsforthetoroidalmagneticenergystoragecausedbythelocationofsupportstructureelementsandtheirmechanicalproperties AT vasecʹkijûm obmežennâteoremivíríaludlâtoroídalʹnogoínduktivnogonakopičuvačaŝoobumovleníroztašuvannâmelementívopornoíkonstrukcíítaíhnímimehaníčnimivlastivostâmi |