近日，国际应用物理著名期刊 《Journal of Applied Physics》在发表我校力学学科周又和教授研究团队关于超导块体断裂力学行为的研究论文“XFEM analysis of the fracture behavior of bulk superconductor in high magnetic field (Hao Chen, Huadong Yong, Youhe Zhou, J. Appl. Phys., 125: 103901, 2019)”的同时，将这一论文选为所发表论文一期的封面论文和“featured article”（见附图和论文网址）。该论文由2018级博士研究生陈浩、雍华东教授和周又和教授共同完成。
周又和教授是我国超导材料力学研究的领头人，已致力于这一与高科技相关联的多场耦合非线性力学研究20余年。在他的主导带领下，其研究团队通过提出新的实验方法和研制实验装置、建立有效理论模型和求解方法，解决了一些理论与实际长期存在的难题，发现了磁体蠕变等显著影响的新现象并揭示出特征规律，相关成果已成功地用于我国所研制超导磁体的设计与检测等。十年前，针对超导块材在强磁场中经常出现断裂破坏而无理论预测的情形，周又和指导雍华东的博士学位论文（获2012年全国优博提名）首次将强磁场加载过程等因素引入到断裂力学研究框架内，进而开启了超导材料断裂力学的理论研究并在其后对不同超导断裂特性给与了成功拓展，相关成果已被英国皇家工程院院士Cardwell等学者采用与引用，被肯定为“取得了显著进展（made significant achievements）”等。这次所发表的论文是超导断裂力学研究的进一步深入拓展，主要基于扩展有限单元法(Extended Finite Element Method, XFEM)定量研究了强磁场环境下斜裂纹对超导块体断裂力学行为影响的特征规律。即基于非线性超导本构关系，通过考虑场冷磁化过程中超导块体内的磁场分布与洛伦兹力分布，定量给出了磁场下降过程中的裂纹应力强度因子的变化规律。由此发现了应力强度因子随着裂纹长度的增大出现了非单调的变化，而提高临界电流密度或减少边缘裂纹的倾斜角度会显著提升超导破坏的特征。在此基础上，进一步揭示了边缘裂纹在洛伦兹力作用下的扩展行为，探讨了块体尺寸及裂纹类型对扩展路径的影响，在复杂电磁力作用下裂纹的扩展路径会发生明显的偏转等。
论文原文网址：https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5063893
