【摘 要】
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超导体的裂纹问题是研究超导材料力学特性必不可少的一个方面。裂纹的存在使超导材料的应用受到限制,又考虑到功能梯度材料具有诸多优点,如,耐高温、耐腐蚀以及可降低残余应力和
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超导体的裂纹问题是研究超导材料力学特性必不可少的一个方面。裂纹的存在使超导材料的应用受到限制,又考虑到功能梯度材料具有诸多优点,如,耐高温、耐腐蚀以及可降低残余应力和热应力,可见将超导材料制备成功能梯度超导材料对于优化超导材料的材料特性以及扩大其使用范围是有意义的。因此,本论文研究了含裂纹功能梯度超导条在受到由磁通钉扎引起的电磁力作用时的断裂特性。首先,用解析法研究了在电磁力作用下指数型功能梯度超导条的裂纹问题。考察的是一个无限长,内含一个Ⅰ型中心裂纹的指数型功能梯度矩形超导条,受到由磁通钉扎引起的电磁力作用时,磁场大小、超导条的几何特性以及材料的非均匀性对其断裂特性的影响。然后,研究的是一个无限长,内含一个垂直长度方向Ⅰ型裂纹的正交各向异性功能梯度超导条在电磁力作用下的裂纹问题。从断裂力学的角度分析,将电磁力等效施加到边界上(包括裂纹面),再将问题转化为可以求解的奇异积分方程,导出了应力强度因子表达式。计算了在零场冷条件下,施加场减小时的应力强度因子,并分析了裂纹位置,裂纹尺寸以及梯度参数对应力强度因子的影响。最后,采用解析法研究了含Ⅰ型中心裂纹的无限长幂函数型功能梯度超导条在电磁力作用下的断裂特性。计算了在零场冷条件下,施加场减小时的应力强度因子,并对其进行了分析。
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