【摘 要】
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该文基于Bean临界态模型和Ampère环路定律,在前人工作的基础上得到了高温超导悬浮系统中悬浮体任意运动过程的超导屏蔽电流穿透深度计算公式;通过分析超导屏蔽电流穿透历程
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该文基于Bean临界态模型和Ampère环路定律,在前人工作的基础上得到了高温超导悬浮系统中悬浮体任意运动过程的超导屏蔽电流穿透深度计算公式;通过分析超导屏蔽电流穿透历程的一些规律,并采用四阶Runge-Kutta方法对高温超导悬浮系统的动力学微分方程进行求解,编制了计算任意运动过程超导滞回力曲线的程序.首先,通过计算超导屏蔽电流穿透深度,对高温超导悬浮系统的滞回性质进行准静态研究,详细分析了超导体的临界电流密度、超导体半径和厚度、永磁体表磁强度等系统参数对超导滞回力曲线、磁刚度和系统滞回耗散能的影响,并依据超导屏蔽电流穿透深度变化和磁滞回对这些影响进行深入分析,解释了超导体内部钉扎机制决定滞回性质这一本质.其次,通过计算永磁体任意运动过程中超导体内部屏蔽电流穿透深度变化,研究了高温超导悬浮系统的自由振动.指出:永磁体的自由振动阶段超导体内部的屏蔽电流穿透为"部分抹去",屏蔽电流穿透深度随时间的变化关系服从Logistic函数,超导体不同高度处的屏蔽电流穿透深度随时间的增长率近似为线性关系;自由振动的永磁体存在稳定悬浮区间,悬浮区间宽度与高温超导体的临界电流密度有关;永磁体初始位置处于下降过程时,其稳定悬浮高度大于初始位置处于上升过程的稳定悬浮高度;临界电流密度大的高温超导悬浮系统稳定悬浮位置高.最后,我们分析了存在外加位移激励作用时高温超导悬浮系统的受迫振动.受迫振动稳态阶段的振动形态为简谐振动,与外加位移激励存在时滞现象,且发生共振时系统受迫振动与外加激励的相位差较小;外加激励频率和幅值对系统受迫振动中心和振动幅值均有影响,系统的临界失稳曲线近似呈线性关系.
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