基于VCCT研究界面连续性对超导—基底结构断裂行为的影响
发布时间：2022-01-27 07:06
随着薄膜涂层技术及产品的飞速发展与应用,高温超导薄膜材料的力学性能已经得到广泛的关注。而这种超导-基体复合结构的强度和使用寿命一般取决于界面的特性,在电磁体力的作用下,其界面处的断裂失效机制直接影响了系统的最终综合性能。因此,研究界面的连续性对超导-基底结构的影响,对于制备高性能超导薄膜材料意义重大。本文基于虚拟裂纹闭合法（VCCT）,在场冷却和零场冷却中,对具有不同连续性且含有界面裂纹的非均匀高温超导-基底结构的断裂行为做了详细的研究。本文主要工作有以下几个方面:1、针对功能梯度材料,我们基于VCCT求解了一些经典的断裂问题来验证方法的正确性。首先,我们计算了弹性模量的非均匀性对二维板边界裂纹、中心倾斜裂纹的应力强度因子的影响;其次,我们研究了弹性模量对双材料板的界面裂纹和板内裂纹的应力强度因子的影响;最后,我们分析了三维功能梯度板的面状裂纹问题,求解了应力强度因子在裂纹前沿的分布情况。数值结果表明:VCCT在求解二维裂纹和三维面状裂纹时,方法简单、高效,且计算结果精确;材料的非均匀性对裂纹应力强度因子的影响很大,非均匀系数越大,应力强度因子越大。2、基于Bean模型,建立非均匀高温...
【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】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超导体临界温度随年代变化
环境温度小于临界温度，并且磁场小于 ( )，超导体为超导态，反之为正常态。而第二类超导体从正常态转变到超导态过程中，还存在一个混合态。固定一个小于下临界磁场值的外磁场 ，当温度小于 ′( )，超导体处于超导态；当温度大于 ′( )并且小于 ( )，超导体处于混合态；当温度大于 ( )，超导体处于正常态。其中 ( )是临界温度，与磁场有关， (0)是零磁场下的临界温度， 1( )和 2( )分别是第二类超导体的上临界磁场值和下临界磁场值，对于理想的第二类高温超导体有以下经验公式： 1( ) 1(0) 1 ( (0)) (2.1 2( ) 2(0) 1 ( (0)) (2.2式中 1(0)和 2(0)是温度为 0K 时的上、下临界磁场。超导处于超导态不仅需要满足临界磁场、临界温度，还需要满足电流密度小于临界电流密度。由于第二类超导体具有更高的临界磁场、更大的临界温度和更高的临界电流，并且大多数超导合金和化合物都属于第二类超导体，使得它在工业方的应用更加广泛。第 I 类超导体的相图第 II 类超导体的相图H H
文 基于 vcct 研究界面的连续性对超导BCO 为超导薄膜，采用分子外延法制备而成，主和地磁测量，而且灵敏度高，图 1.4 是高温超导量高温、化学稳定性好和可透红外线等优点，它通常备成激光发生器和发光二极管。
【参考文献】：
期刊论文
[1]I型裂纹虚拟裂纹闭合法的误差分析及修正[J]. 彭国良,闫辉,杜太焦,张相华. 固体力学学报. 2016(03)
[2]YBCO涂层导体焊接接头电流分布研究[J]. 刘勇,张兴义,刘伟,周军,周又和. 低温与超导. 2015(11)
[3]扩展有限元法（XFEM）及其应用[J]. 李录贤,王铁军. 力学进展. 2005(01)
[4]液氮温区的新氧化物超导体[J]. 赵忠贤,陈立泉,杨乾声,黄玉珍,陈赓华,唐汝明,刘贵荣,倪泳明,崔长庚,陈烈,王连忠,郭树权,李山林,毕建清,王昌庆. 科学通报. 1987(11)
博士论文
[1]含复杂界面非均匀材料断裂力学研究[D]. 于红军.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]薄膜基底结构的振动理论与实验研究[D]. 刘苗.兰州大学 2017
[2]非均匀高温超导材料与结构的磁致伸缩研究[D]. 郑志业.兰州大学 2016
[3]失效评定图在船体结构安全性评定中的应用[D]. 付强.华中科技大学 2013
本文编号：3612012
【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】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超导体临界温度随年代变化
环境温度小于临界温度，并且磁场小于 ( )，超导体为超导态，反之为正常态。而第二类超导体从正常态转变到超导态过程中，还存在一个混合态。固定一个小于下临界磁场值的外磁场 ，当温度小于 ′( )，超导体处于超导态；当温度大于 ′( )并且小于 ( )，超导体处于混合态；当温度大于 ( )，超导体处于正常态。其中 ( )是临界温度，与磁场有关， (0)是零磁场下的临界温度， 1( )和 2( )分别是第二类超导体的上临界磁场值和下临界磁场值，对于理想的第二类高温超导体有以下经验公式： 1( ) 1(0) 1 ( (0)) (2.1 2( ) 2(0) 1 ( (0)) (2.2式中 1(0)和 2(0)是温度为 0K 时的上、下临界磁场。超导处于超导态不仅需要满足临界磁场、临界温度，还需要满足电流密度小于临界电流密度。由于第二类超导体具有更高的临界磁场、更大的临界温度和更高的临界电流，并且大多数超导合金和化合物都属于第二类超导体，使得它在工业方的应用更加广泛。第 I 类超导体的相图第 II 类超导体的相图H H
文 基于 vcct 研究界面的连续性对超导BCO 为超导薄膜，采用分子外延法制备而成，主和地磁测量，而且灵敏度高，图 1.4 是高温超导量高温、化学稳定性好和可透红外线等优点，它通常备成激光发生器和发光二极管。
【参考文献】：
期刊论文
[1]I型裂纹虚拟裂纹闭合法的误差分析及修正[J]. 彭国良,闫辉,杜太焦,张相华. 固体力学学报. 2016(03)
[2]YBCO涂层导体焊接接头电流分布研究[J]. 刘勇,张兴义,刘伟,周军,周又和. 低温与超导. 2015(11)
[3]扩展有限元法（XFEM）及其应用[J]. 李录贤,王铁军. 力学进展. 2005(01)
[4]液氮温区的新氧化物超导体[J]. 赵忠贤,陈立泉,杨乾声,黄玉珍,陈赓华,唐汝明,刘贵荣,倪泳明,崔长庚,陈烈,王连忠,郭树权,李山林,毕建清,王昌庆. 科学通报. 1987(11)
博士论文
[1]含复杂界面非均匀材料断裂力学研究[D]. 于红军.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]薄膜基底结构的振动理论与实验研究[D]. 刘苗.兰州大学 2017
[2]非均匀高温超导材料与结构的磁致伸缩研究[D]. 郑志业.兰州大学 2016
[3]失效评定图在船体结构安全性评定中的应用[D]. 付强.华中科技大学 2013
本文编号：3612012
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3612012.html
