第二代高溫超導(dǎo)REBCO帶材因具有高臨界磁場(chǎng)、高臨界電流密度以及液氮環(huán)境下可實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)態(tài)等優(yōu)點(diǎn),在能源、交通、醫(yī)療等高新技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛,成為超導(dǎo)技術(shù)與應(yīng)用中的研究熱點(diǎn)。然而,由于REBCO超導(dǎo)帶材具有多層復(fù)合結(jié)構(gòu),各層材料間厚度差異較大,且超導(dǎo)層自身為脆性材料,在極端工作環(huán)境下容易發(fā)生界面開(kāi)裂和超導(dǎo)帶材內(nèi)部斷裂破壞行為,從而導(dǎo)致其超導(dǎo)性能退化甚至發(fā)生結(jié)構(gòu)失效。本文對(duì)REBCO高溫超導(dǎo)層合帶材層間剝離失效和超導(dǎo)層斷裂問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)值研究。基于雙線(xiàn)性層間內(nèi)聚力本構(gòu)模型和裂紋擴(kuò)展有限單元法,本文建立了考慮層間界面失效行為的裂紋擴(kuò)展分析模式以及超導(dǎo)帶材剝離和斷裂有限元模型,分別研究了軸向機(jī)械拉伸、降溫引起的熱失配應(yīng)力情形下的REBCO超導(dǎo)層合帶材斷裂特征及裂紋擴(kuò)展行為。針對(duì)軸向拉伸荷載下的超導(dǎo)層合帶材的剝離和斷裂行為模擬結(jié)果表明:超導(dǎo)層及其相鄰層間的剝離和超導(dǎo)層的斷裂兩種失效模式與行為相互影響,界面強(qiáng)度越大,越難產(chǎn)生剝離失效行為;初始缺陷較大時(shí),超導(dǎo)層容易發(fā)生斷裂行為;銅層厚度在一定范圍內(nèi)對(duì)超導(dǎo)帶材的剝離和斷裂行為影響明顯等。開(kāi)展了超導(dǎo)層合帶材從室溫降到77 K過(guò)程中熱失配應(yīng)力對(duì)超導(dǎo)帶材界面開(kāi)... 

【文章來(lái)源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 高溫超導(dǎo)材料發(fā)展和應(yīng)用
        1.1.2 REBCO高溫超導(dǎo)層合帶材特性與應(yīng)用
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 高溫超導(dǎo)材料中的力學(xué)問(wèn)題
        1.2.2 超導(dǎo)帶材的層間剝離行為
        1.2.3 多層復(fù)合材料的斷裂行為及準(zhǔn)則
    1.3 本文主要內(nèi)容
第二章 層間剝離的內(nèi)聚力模型與裂紋擴(kuò)展有限單元法
    2.1 層間剝離的內(nèi)聚力模型
        2.1.1 內(nèi)聚力模型的基本概念
        2.1.2 內(nèi)聚力模型的本構(gòu)關(guān)系
    2.2 裂紋擴(kuò)展有限單元法
        2.2.1 基本概念
        2.2.2 擴(kuò)展有限單元法的基本形式
        2.2.3 三維裂紋問(wèn)題中的擴(kuò)展有限元法
    2.3 考慮層間界面失效行為的裂紋擴(kuò)展準(zhǔn)則與方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 單軸拉伸下REBCO超導(dǎo)層合帶材裂紋擴(kuò)展有限元模擬
    3.1 超導(dǎo)帶材有限元數(shù)值模型建立
    3.2 模型參數(shù)及邊界條件
    3.3 結(jié)果討論與分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 熱失配應(yīng)力下REBCO超導(dǎo)層合帶材裂紋擴(kuò)展有限元模擬
    4.1 熱失配應(yīng)力作用下的有限元數(shù)值模型建立
    4.2 模型參數(shù)及邊界條件
    4.3 結(jié)果討論與分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]模擬三維裂紋問(wèn)題的擴(kuò)展有限元法[J]. 余天堂.  巖土力學(xué). 2010(10)
[2]基于A(yíng)BAQUS平臺(tái)的擴(kuò)展有限元法[J]. 方修君,金峰.  工程力學(xué). 2007(07)
[3]Ba-Y-Cu氧化物液氮溫區(qū)的超導(dǎo)電性[J]. 趙忠賢,陳立泉,楊乾聲,黃玉珍,陳賡華,唐汝明,劉貴榮,崔長(zhǎng)庚,陳烈,王連忠,郭樹(shù)權(quán),李山林,畢建清.  科學(xué)通報(bào). 1987(06)



本文編號(hào)：3436584