圓柱型高溫超導體內(nèi)熱應(yīng)力對裂紋擴展影響的研究.pdf

1、高溫超導體因其巨大的實用價值而受到廣泛的關(guān)注和研究，為了高溫超導體在實際中能夠得到更好的應(yīng)用，除了其各種基本特性以外，高溫超導體本身還有很多值得研究的重要力學性質(zhì)。由于高溫超導體運行過程中必經(jīng)的冷卻過程，基于彈性力學中熱應(yīng)力問題的研究方法，本文研究了圓柱型高溫超導體在冷卻過程中的熱應(yīng)力應(yīng)變的分布，同時由于裂紋對于超導體的制備及應(yīng)用有著重要的影響，作為力學性質(zhì)的研究中不可避免的問題，也得到了研究。
　　首先，利用解析法求解了圓柱型超

2、導體置于液氮中冷卻的熱傳導方程模型，得出了溫度場的精確分布。并發(fā)現(xiàn)超導體內(nèi)溫度在初始時刻很短的時間內(nèi)快速降低，然后逐漸平緩，直至趨于液氮溫度，同時超導體內(nèi)沿半徑方向不同位置具有較大的溫度差。
　　其次，采用彈性力學中熱應(yīng)力問題的研究方法，對于不同情形下的材料參數(shù)，分析了圓柱型超導體中的熱應(yīng)力應(yīng)變的分布，并對比了三種材料參數(shù)下的結(jié)果。當彈性模量為常數(shù)時，超導體內(nèi)徑向應(yīng)力及環(huán)向應(yīng)力都是先增大后減小，同時徑向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力的最大值都出現(xiàn)

3、在圓柱中心附近，不同的是徑向應(yīng)力始終表現(xiàn)為拉應(yīng)力，而環(huán)向應(yīng)力則在圓柱中心附近為拉應(yīng)力，而在靠近邊界附近為壓應(yīng)力；徑向與環(huán)向應(yīng)變都隨著時間逐漸增大，并且越靠近邊界變化速度越快。當彈性模量與位置坐標呈指數(shù)關(guān)系時，徑向應(yīng)力、環(huán)向應(yīng)力以及應(yīng)變都與彈性模量為常數(shù)情況類似，不同的是徑向應(yīng)力最大值出現(xiàn)在了半徑的中間位置。而對于熱膨脹系數(shù)隨溫度變化的情況，則與彈性模量為常數(shù)的情況非常接近。
　　最后，利用應(yīng)力法，研究了零場冷卻的情況下，中心含有貫