论文部分内容阅读
本文研究了机械力及电磁力作用下高温超导材料内部夹杂与裂纹的相互作用。对于无限长超导体，文中忽略了其轴向的退磁效应从而获得超导体内部磁场分布的解析表达式并将问题简化为平面应变问题。基于高温超导临界态模型，获得超导体内部电流密度的解析分布进而获得电磁体力表达式。通过适当的简化获得圆形夹杂或椭圆形夹杂的应力解析解，并在此基础上讨论夹杂对于裂纹问题的影响。借助于位错密度函数来模拟裂纹并获得奇异积分方程，数值求解奇异积分方程进而得到裂纹尖端的应力强度因子。本文结果显示，外磁场，夹杂/基体材料参数，裂纹和夹杂的距离，夹杂形状，裂纹/夹杂相对尺寸以及径向裂纹的角度都对应力强度因子有显著影响。本文结果对于高温超导磁体应用具有重要的实际价值，尤其是对于期望获得高磁场高临界电流密度的超导体制备及应用，人为引入的夹杂及制备过程中的微观裂缝是制约其发展的重要因素，在本文的基础上可获得夹杂尺寸及体积分数的最优化控制。