永磁体运动致使有限尺度非均匀超导薄膜断裂特性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11872257
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0808.多场耦合与智能结构力学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Because it can work in liquid nitrogen environment, the high temperature superconducting thin films have great prospect. Inhomogeneity and Cracks inevitably appear in this kind of material because of the special production and manufacturing process.Although some researches on fracture mechanics of superconducting thin films havebeen made, all of the theory study, numerical analysis and experimental characterization are not enough. In particular, the research on fracture mechanics of inhomogeneous superconducting thin films has just started. This project is going to study the fracture behavior of superconducting thin films with finite size caused by electromagnetic force due to the permanent magnet moving parallel to the film in three ways of theoretical analysis, numerical simulation and experiment. The research contents include several aspects.Firstly, considering the effects of crack and material inhomogeneity on shielding current and magnetic field in superconducting thin films, a theoretical model for shielding current and magnetic field distribution in inhomogeneous superconducting films under permanent magnet action willbe established, and the corresponding numerical solution method will beput forward. Then, the application of coupling method of extended equal geometric analysis with multiple isoparametric element in fracture mechanics ofsuperconducting film will be studied, and the crack tip behaviors of several crack models on inhomogeneous superconducting film will be further numerically analyzed. Finally, model experimental study will be carried out for somecrack problems of superconducting film. The ultimate purpose of this project is to obtain reasonable degree of the crack models of inhomogeneous superconducting films based on these theoretical, numerical and experimentalresults, and further to lay the theoretical foundation for both design andmanufacturing of superconducting thin film components.
高温超导薄膜因可在液氮环境下工作,具有巨大应用前景。由于制造工艺的限制超导薄膜常含裂纹且是非均匀的。目前尽管人们对超导薄膜断裂力学问题做了一些探讨,但无论理论研究、数值分析还是实验表征都远远不够,特别是关于非均匀超导薄膜断裂力学研究才刚刚起步。本项目拟从理论分析、数值模拟和实验三种途径研究有限尺度非均匀高温超导薄膜在永磁体平行于薄膜运动时由电磁力造成的超导薄膜的断裂特性。研究内容包括:考虑裂纹和材料非均匀性对超导薄膜内屏蔽电流和磁场的影响,建立永磁体作用下相应的关于有限尺度非均匀超导薄膜内屏蔽电流和磁场分布的模型,研究其数值求解方法;探究扩展等几何分析与多等参元耦合方法在非均匀超导薄膜断裂力学中的应用,数值分析超导薄膜中各种裂纹模型的裂尖性态;开展相关问题的模型实验研究。研究的最终目的是根据理论、数值和实验结果,得到非均匀超导薄膜裂纹模型的合理度,为超导薄膜器件的设计与制造奠定理论基础。

结项摘要

高温超导薄膜凭借较高的临界转变温度和优异的磁电性能在超导智能器件领域具有广泛的应用前景。然而由于制造工艺的限制超导薄膜常含裂纹等缺陷,因此开展相关断裂问题的研究具有重要价值。项目组通过四年的努力:深入研究了含缺陷超导材料结构在永磁体运动或外加磁场作用下的断裂特性并取得实质性突破;对由永磁体和超导材料构成的超导悬浮系统的电磁特性及力学行为的研究取得新的进展并将研究成果应用至以超导轴承为核心的飞轮储能系统;对超导或磁电薄膜/板的屈曲、波动和弯曲等力学问题进行了系统研究,取得了系列成果;对于银基氧化物电接触材料断裂以及大电流接触线与相对高速运动下的受电弓之间的离线放电等问题也开展了一些研究并取得了新的进展。截止到2022年12月31日,已发表SCI收录论文23篇,授权国家发明专利3项。尽管本项目取得诸多成果,但受限于时间和精力,本项目在超导薄膜内部裂纹动态扩展机理及实验测试方面的研究仍有不足,而这也正是项目组接下来的工作重点。相信本项目的研究可以为超导材料的抗断裂设计及相关器件的可靠性分析提供理论指导和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Stress Distributions of Rectangular Thin-Film Superconductor with a Centric Hole
带中心孔的矩形薄膜超导体的应力分布
  • DOI:
    10.1007/s10948-020-05593-0
  • 发表时间:
    2020-10
  • 期刊:
    J Supercond Nov Magn
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    R. Y. Wang;W. J. Feng;Z. Yan
  • 通讯作者:
    Z. Yan
Bending analyses of piezoelectric-piezomagnetic bi-layered composite plates based on the modified strain gradient theory
基于修正应变梯度理论的压电-压磁双层复合板弯曲分析
  • DOI:
    10.1007/s00707-022-03249-9
  • 发表时间:
    2022-06
  • 期刊:
    Acta Mech
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Y. Y. Han;Z. Yan;W. J. Feng
  • 通讯作者:
    W. J. Feng
Magnetoelastic buckling properties of type-II superconducting thin strip subjected to perpendicular magnetic field and parallel distributed uniform mechanical load
垂直磁场和平行分布均匀机械载荷作用下II型超导薄带的磁弹性屈曲特性
  • DOI:
    10.3233/jae-190115
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Int J Appl Electromagn Mech
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Y. Y. Ma;W. J. Feng;Z. Yan
  • 通讯作者:
    Z. Yan
A novel model and solution on the bending problem of arbitrary shaped magnetoelectroelastic plates based on the modified strain gradient theory
基于修正应变梯度理论的任意形状磁电弹性板弯曲问题的新模型及求解
  • DOI:
    10.1177/1045389x211041173
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    J Intell Mater Syst Struct
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Y. T. Han;Z. Yan;J. Lin;W. J. Feng
  • 通讯作者:
    W. J. Feng
Dynamic Electromagnetic Behaviors of High-Temperature Superconductor Levitation System Based on YBCO Material from 3D Perspective
3D视角下基于YBCO材料的高温超导悬浮系统的动态电磁行为
  • DOI:
    10.1007/s10948-019-05238-x
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
    J Supercond Nov Magn
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Z. Q. Yu;W. J. Feng;Z. F. Gu;C. Wen
  • 通讯作者:
    C. Wen

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

中国东北兴安岭地区年冻融频次的分布规律
  • DOI:
    10.7522/j.issn.1000-0240.2022.0047
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    冰川冻土
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏豪;张泽;Melnikov Andrey;金豆豆;高思如;冯文杰
  • 通讯作者:
    冯文杰
磁电弹性功能梯度板共线Griffith裂纹断裂行为
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    工程力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    薛雁;聂辉;冯文杰
  • 通讯作者:
    冯文杰
冲积扇储层窜流通道及其控制的剩余油分布模式 ———以克拉玛依油田一中区下克拉玛依组为例
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    石油学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯文杰;吴胜和;许长福;夏钦禹;伍顺伟;黄梅;景亚菲
  • 通讯作者:
    景亚菲
波浪作用下砂质滩坝的沉积过程与沉积模式 ——基于水槽沉积模拟实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    沉积学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    尹力;冯文杰;尹艳树;雷诚;徐庆岩;何一鸣
  • 通讯作者:
    何一鸣
路基边坡遮阳板下风速变化模拟计算探讨
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    冰川冻土
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    牛永红;冯文杰;马巍
  • 通讯作者:
    马巍

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

冯文杰的其他基金

横观各向同性压电半导体平面裂纹问题的三维分析
  • 批准号:
    12372153
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
压电压磁层合材料结构界面裂纹亚、跨、超音速传播平面问题研究
  • 批准号:
    11572358
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    66.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
超导柱体、圆盘断裂力学理论模型、数值分析及实验研究
  • 批准号:
    11272223
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    88.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于接触区模型电磁双材料界面裂纹断裂特性研究
  • 批准号:
    11072160
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
多层磁电复合结构裂纹识别的无网格边界节点法
  • 批准号:
    10772123
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    34.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码