变形Nb 3 Sn复合超导体磁通钉扎力的标定

发布时间：2024-11-05 21:27

　　Nb₃Sn复合超导体主要应用于强磁场超导磁体领域,力学变形诱导的其超导电性能退化是高场超导磁体制备中涉及的基础性课题之一。晶界是Nb₃Sn超导材料中主要的有效磁通钉扎中心,研究晶界变形对于从细观尺度揭示这一行为具有重要作用。为此,本文从细观尺度出发,针对Nb₃Sn复合超导体中晶粒及晶界的变形、磁通钉扎力的应变效应及临界温度退化问题开展了研究工作。首先,基于密排纤维增强复合材料的相关理论与多晶体有限元分析方法,建立了Nb₃Sn复合超导体中晶粒及晶界变形的尺度耦合计算模型,该模型能较为真实地反映细观尺度下Nb₃Sn复合超导体的结构特征;利用该模型研究了Nb₃Sn复合超导体在轴向拉伸与压缩加载模式下柱状晶区和等轴晶区的微观局部应力以及晶粒及晶界变形特征,并分析了弹性范围（-0.4％≤ε≤0.4％）内拉伸与压缩两种载荷下Nb₃Sn复合超导体中沿晶界的弹性变形变化特点。研究结果表明:两种不同加载模式下,Nb₃Sn多晶体的Mi...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
主要符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 Nb₃Sn超导材料的主要应用
        1.1.2 Nb₃Sn超导材料的发展简介
        1.1.3 Nb₃Sn超导材料特性
        1.1.4 Nb₃Sn超导股线的多尺度结构特性
    1.2 Nb₃Sn超导材料力-电磁耦合行为的研究现状
        1.2.1 Nb₃Sn超导材料力-电磁耦合行为的实验研究
        1.2.2 Nb₃Sn超导材料力-电磁耦合行为的本构模型研究
        1.2.3 Nb₃Sn超导材料力-电磁耦合行为的有限元分析研究
    1.3 本文研究内容及方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
第二章 Nb₃Sn复合超导体三维仿真模型及其轴向变形分析
    2.1 Nb₃Sn复合超导体的结构
    2.2 Nb₃Sn复合超导体的几何模型
        2.2.1 Neper软件与Voronoi图简述
        2.2.2 主模型晶体结构特征及生成方法
    2.3 Nb₃Sn复合超导体的主模型
        2.3.1 几何实体
        2.3.2 材料参数
        2.3.3 网格划分
        2.3.4 载荷条件
    2.4 Nb₃Sn复合超导体的辅助模型(密排纤维增强复合材料模型)
    2.5 主模型与辅助模型之间的耦合
    2.6 Nb₃Sn复合超导体的轴向变形分析
        2.6.1 Nb₃Sn复合多晶体在轴向拉伸与压缩下的Mises等效应力分析
    2.7 模拟结果及讨论
    2.8 本章小结
第三章 变形Nb₃Sn复合超导体磁通钉扎力的标定
    3.1 基本方程
    3.2 Nb₃Sn复合超导体临界温度退化有限元分析
    3.3 变形Nb₃Sn复合超导体磁通钉扎力的分布特征和定量描述
    3.4 本章小结
第四章 结论与展望
    4.1 本文主要结论
    4.2 本文展望
参考文献
附录Ⅰ 本文生成的Python程序及相关内容
    1.文件介绍及使用说明
    2.实例展示
    3.程序
致谢
攻读硕士期间发表的论文



本文编号：4011489