高温超导薄盘在变化磁场中的磁致伸缩和应力分析

发布时间：2021-10-24 18:31

　　超导材料作为一种新型智能材料,近年来得到了深入研究,也形成了一套相对完整的理论体系。高温超导材料凭借其较高的临界转变温度和独特的电磁特性被广泛应用于电力技术、通信技术、机械制造技术等先进科技领域。但由于其为脆性材料,在制造与使用的过程中不可避免地会出现孔洞等的缺陷,又多服役于复杂的电磁场环境下,会受到较强的电磁体力的作用,极易发生破坏。因此,研究超导材料的相关力学特性具有重要意义。本文采用理论推导和数值模拟相结合的方法,着重分析了外加磁场作用下超导圆盘的磁致伸缩效应以及圆盘内不同形状的孔洞对应力场的影响及孔边的应力集中现象。具体工作如下:首先,采用解析手段研究了均匀超导圆盘在电磁体力作用下的磁致伸缩与应力分布。以Irie-Yamafuji临界电流密度模型为基础,求得外加磁场作用下圆盘内磁通密度和电流密度的分布,采用洛伦兹定理得到电磁体力,进而通过弹性理论推导得到磁致伸缩和应力分布。然后,进一步分析内含中心圆孔的超导圆盘在电磁体力作用下的磁致伸缩与应力分布。同样采用Irie-Yamafuji临界电流密度模型并忽略小孔对电磁场的影响,获得结构内磁通密度和电流密度的分布进而求得电磁体力。利用... 

【文章来源】：石家庄铁道大学河北省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

四分之一模型有限元网格划分示意图

图 5-2 四分之一模型有限元网格划分示意图值结果与讨论中，对于含中心矩形孔圆盘内的孔边非零主应力分布和孔边值结果并进行了分析。为了方便讨论，引入参数 0=Jc0 Bc R 行无量纲处理。外加磁场的峰值 Bm=4Bc。 m表示的是矩形孔 mmax表示孔边非零主应力的总体最大值（出现在孔角位置）将 mmax/ 0设为应力集中系数。-3 描述了模型指数参数 取不同值时，外加磁场从峰值 Bm/Bc的过程中，矩形孔角点处应力集中系数 mmax/ 0的变化情况。=1，L=D=0.05R。从图中不难看出，应力集中系数随外加磁场减小。当外加磁场处于减小过程的初始阶段时，孔边应力集随 的增加而减小。当外加磁场进一步减小后，固定外加磁应力集中系数先增加后减小。与此同时，从该图中还等得出

【参考文献】：
期刊论文
[1]含矩形孔无限域应力集中的系列分析[J]. 杨丽红,何蕴增.  应用科技. 2005(07)



本文编号：3455770