考虑纤维断裂特征的Nb₃Sn股线统计拉伸强度和失效概率
The Statistic Tensile Strength and Failure Probability of Nb3Sn Strands under Considering Filament Fragmentation Characteristics

摘要 Nb3Sn 超导复合股线在强磁场工程中有着重要的应用，其拉伸强度为保证和评估其长期服役安全的一个关键参数。本文从 “剪滞”理论出发，利用基于Weibull/Possion统计理论的复合材料纤维断裂的Curtin-Zhou模型，较好地描述复合股线中Nb3Sn超导纤维碎片化过程，建立了分析超导复合股线统计拉伸强度和失效概率的模型。计算结果表明，青铜法Nb3Sn超导复合股线的拉伸强度随着初始损伤参数的增大而迅速减小；在4.2K服役温度下，当Weibull模量为8时，随着初始损伤参数的增加，股线的拉伸强度约从900MPa衰减至480MPa，与已有实验结果吻合良好；初始损伤参数约为1时，正规化方差最大。初始损伤和Weibull模量对Nb3Sn复合股线统计拉伸强度和失效概率函数的分布有着显著影响