超导块材裂纹问题新的边界积分方程

【作者】 张朝霞； 陈文； 苟晓凡；

【机构】 河海大学工程力学系； 江苏大学土木与力学学院；

【摘要】 单晶YBCO超导块体材料经过有效励磁,可获得相对较高的俘获磁场(通常可达到1 T@77 K)。但是,大量、各类微结构缺陷的存在,对单晶YBCO超导块体材料的力学强度构成潜在威胁。尤其是,当励磁载流的YBCO超导块体材料处于外磁场中时。对于包含微裂纹的载流超导块材,本文推导出了一种新的边界积分方程,求解其在洛仑兹力作用下的裂纹强度问题。基于格林函数,应用Somigliana公式,并采用位错密度作为未知量,得到了关于面力边值问题的新的边界积分方程。此边界积分方程的积分核只具有/1r的奇异性,有利于裂纹问题的奇异性分析和数值计算。方程同时可以较简捷地转化到关于位移边值条件、混合边值条件等的新的积分方程形式,适应于解决各种边值条件的问题。这种边界积分方程的优点为:(1)适用于具有任意形状和数目的裂纹问题;(2)降低了传统积分方程的奇异性,有利于裂纹问题的奇异性分析和数值计算。(3)方程中的未知量有明确的物理意义,适用于各种边界条件的推导,并建立了与应力强度因子的关系式,求解方便。(4)建立了适应于新方程的数值计算公式,并能满足裂尖的强奇异性。采用新的边界积分方程对载流超导块材的裂纹问题进行计算分析,得到了一些有意义的结论。更多还原