超导体磁致伸缩与断裂行为的研究

论文摘要

超导体具有许多优越的物理性质,自超导现象发现以来,无论是实验研究还是理论研究都取得了巨大的成就,基于超导技术的进步,高温超导材料已经广泛应用各领域。实际应用过程中,高温超导材料的力学性能往往限制了其它优越性能的发挥,因此高温超导材料的力学特性一直是学者关注的重点。本论文主要从以下几个方面研究了高温超导体的力学特性。首先,基于Kim模型,在零场冷却的磁化过程中研究磁通钉扎引起的电磁体力作用下的磁弹性行为,定义一个临界电流密度指数分布参数η以描述超导体夹杂基体系统的临界电流密度非均匀分布,利用平面应变方法,得到了临界电流密度的指数分布将导致非均匀超导基体内部产生较大的俘获场和有效磁致伸缩。其次,同时求解Bean模型和磁通粘滞流动方程,以研究磁通粘滞流动对长圆柱形超导体裂纹扩展的影响。基于平面应变法和J积分理论,得到了应力强度因子的变化趋势,结果表明,当与裂纹长度进行比较时,磁通粘滞流动对裂纹扩展的影响更为显著。最后,建立一个含有夹杂和中心裂纹的圆柱状YBaCuO超导体的分析模型,基于临界态Kim模型,通过有限元方法求解裂纹尖端的应力强度因子,忽略夹杂和裂纹对屏蔽电流的影响,计算结果表明,外磁场、夹杂的杨氏模量、夹杂与裂纹的间距、夹杂的半径以及裂纹长度等因素对裂纹有显著影响。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘治国

导师: 赵玉峰

关键词: 磁致伸缩,断裂行为,夹杂,高温超导体,临界电流密度非均匀分布,磁通粘滞流动

来源: 兰州理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 兰州理工大学

基金: 国家自然科学基金地区科学基金项目(No.11662009),甘肃省自然科学基金项目(No.17JR5RA129)

分类号: O511

总页数: 48

文件大小: 2621K

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标签：磁致伸缩论文;  断裂行为论文;  夹杂论文;  高温超导体论文;  临界电流密度非均匀分布论文;  磁通粘滞流动论文;