高溫超導(dǎo)塊材在電磁力作用下的斷裂特性理論研究.pdf

1、高溫超導(dǎo)體中的裂紋問題是超導(dǎo)體力學(xué)特性研究的一個(gè)重要方面。基于裂紋對(duì)超導(dǎo)體應(yīng)用的限制，本博士論文研究了超導(dǎo)體受電磁力和溫度變化引起的熱應(yīng)力對(duì)含有裂紋超導(dǎo)體的影響，對(duì)無限長(zhǎng)超導(dǎo)體和有限長(zhǎng)超導(dǎo)體在電磁力和熱應(yīng)力作用下的裂紋問題做了詳細(xì)的研究。 首先，研究了無限長(zhǎng)超導(dǎo)體在電磁力作用下，超導(dǎo)體內(nèi)包含I型、II型以及混合型裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子隨磁場(chǎng)的變化關(guān)系。分別討論了零場(chǎng)冷和場(chǎng)冷情形時(shí)這三種裂紋的斷裂參數(shù)隨磁場(chǎng)的變化關(guān)系，在磁場(chǎng)減小的過程

2、中，超導(dǎo)體內(nèi)部的裂紋在電磁力的作用下將會(huì)有開裂的趨勢(shì)，開裂趨勢(shì)反映在應(yīng)力強(qiáng)度因子與J積分的變化過程中。 其次，研究了有限長(zhǎng)超導(dǎo)體在電磁力作用下的斷裂行為。將無限長(zhǎng)超導(dǎo)裂紋問題擴(kuò)展到有限尺度的超導(dǎo)體上，在零場(chǎng)冷和場(chǎng)冷激勵(lì)下，討論了磁化系數(shù)和長(zhǎng)徑比對(duì)超導(dǎo)體斷裂參數(shù)的影響。在磁化系數(shù)不變的情形下，超導(dǎo)體尺度越短，應(yīng)力強(qiáng)度因子越大；磁化系數(shù)對(duì)較短超導(dǎo)體的應(yīng)力強(qiáng)度因子有明顯的影響，當(dāng)超導(dǎo)體尺度較長(zhǎng)時(shí)，磁化系數(shù)的影響很小。此外，I型應(yīng)力強(qiáng)度

3、因子的數(shù)值大于II型應(yīng)力強(qiáng)度因子的值，這表示裂紋的開裂主要是基于拉伸的I型開裂。 最后，研究了脈沖場(chǎng)激勵(lì)和熱致對(duì)超導(dǎo)體斷裂參數(shù)的影響。考慮了脈沖場(chǎng)激勵(lì)下三種類型裂紋在磁化過程中的斷裂趨勢(shì)，隨著磁場(chǎng)的減小，應(yīng)力強(qiáng)度因子增大；由于在脈沖磁場(chǎng)的最大點(diǎn)處超導(dǎo)體整體受最大壓力，所以在這一時(shí)刻應(yīng)力強(qiáng)度因子最小且為負(fù)值，由這一時(shí)刻開始，應(yīng)力強(qiáng)度因子逐漸增大；最大磁場(chǎng)較大的脈沖場(chǎng)，所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力強(qiáng)度因子變化越快。繼而討論了熱致因素對(duì)超導(dǎo)斷裂問題的