REBCO高温超导带材机械及电磁力作用下层间剥离行为的数值模拟

发布时间：2021-05-09 23:35

　　REBCO二代高温超导带材,因其具有较高临界磁场、较高电流密度以及液氮环境下可实现超导态等显著优点,已成为超导科学与技术领域的研究热点,在交通、能源、医疗等现代化高新科学和技术领域中展现出诱人的潜力。然而,作为典型的多层电磁功能复合材料,其层间剥离失效,特别是电磁热多场环境下的力学性能严重影响其超导性能与应用。本文针对REBCO高温超导带材层间剥离力学失效行为,基于双线性内聚力本构关系发展并构建了力-电磁多场下带材剥离有限元模型,开展了横向机械拉伸荷载与电磁力作用下超导带材的应力分布与界面损伤破坏行为模拟,初步揭示了电磁场对超导带材剥离破坏行为的影响。首先,根据已有文献结果对本研究所构建的有限元模型结果进行了验证。结果显示:本文所构建有限元模型结果与已有结果吻合良好,该模型能够较为准确的模拟超导带材的剥离行为。在此基础上,基于有限元模型对超导带材在横向机械拉伸荷载作用下的剥离行为进行了数值模拟研究。结果显示:剥离区域对带材厚度方向的应力分布有显著影响,超导层厚度和铜层厚度变化对带材的等效剥离强度存在一定程度的影响。最后,基于有限元模型对超导带材在电磁力作用下的剥离行为进行了数值模拟研究... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 超导现象与基本理论
    1.2 高温超导材料发展与应用概述
    1.3 REBCO高温超导带材层间剥离行为的研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第二章 层间剥离的内聚力模型与理论
    2.1 内聚力模型的基本理论
    2.2 几类典型的内聚力模型
        2.2.1 双线性内聚力模型
        2.2.2 梯形内聚力模型
        2.2.3 指数内聚力模型
    2.3 本章小结
第三章 REBCO高温超导带材机械载荷作用下的层间剥离行为
    3.1 超导带材内聚力有限元数值模型
    3.2 模型验证
    3.3 结构几何参数对带材剥离强度的影响分析
    3.4 剥离区域对带材应力分布特征的影响
    3.5 本章小结
第四章 REBCO高温超导带材电磁力作用下的层间剥离行为
    4.1 电磁力作用下剥离有限元数值模型
    4.2 应力分布及特征
    4.3 剥离强度数值分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文主要结论
    5.2 研究展望
参考文献
在学期间研究成果
致谢


【参考文献】：
博士论文
[1]高温超导复合带材力学行为及变形对临界特性影响的研究[D]. 高配峰.兰州大学 2017



本文编号：3178236