大型加速器项目所用的超导磁体具有体积大、储能大的特点。加速器超导磁体在运行过程中可能会发生失超，磁体失超后会产生很高的电压和局部过热。磁体内部的过电压可能会在磁体内部产生电弧而破坏绝缘；而局部过热可能引发过大的热应力或者破坏绝缘，甚至最终损坏磁体。为了磁体的安全运行，失超过程的模拟是超导磁体设计的关键内容之一。　　 磁体的失超过程是传热、低频电磁场和电路三个物理场的耦合过程。根据对磁体失超过程中传热的处理方法的不同，失超过程的数值模拟方法分为三类。第一类是传统的基于失超传播速度的方法，用失超传播速度来确定磁体内部正常区分布，这类方法虽然计算速度比较快，但是对失超传播速度的假设可能会掩盖失超计算精度。第二类是有限元顺序耦合的方法，这类方法顺序求解各物理场并顺序传递参数，有限元法可以精确的估计传热过程，但是顺序耦合方式不能将铁磁物质加入失超分析中，因此不能对有铁轭存在的加速器磁体失超过程进行精确的分析。第三类是有限元全耦合的方法，这类方法是对超导磁体失超过程更为有效和准确的处理方法。有限元全耦合分析法可以将磁性材料和交流损耗加入失超分析，因此对于有铁磁材料存在的加速器超导磁体的失超过程，有限元全耦合法可以进行很好的处理。　　 本文采用有限元软件Opera3D-QUENCH对近年来近代物理研究所研制的一些加速器超导磁体进行了瞬态全耦合热电磁失超分析。其主要内容如下：　　 (1)3T冷铁轭高均匀度超导螺线管的失超分析。采用全耦合有限元失超模型准确地模拟了包含非线性磁性材料的磁体的失超过程。为该磁体建立了全耦合有限元失超模型，对冷铁轭对失超过程的影响进行了详细的数值模拟研究，得到了冷铁轭对磁体失超的影响规律，较为准确的评估了该磁体的失超性能。　　 (2)Super-FRS超导二极磁铁样机的失超分析。通过有限元失超模拟得出了失超过程中电流、电压、正常区电阻、温升的数据。研究了卸能电阻大小对失超过程的影响和各向异性铁芯电阻率对失超的影响；估算最小触发能量和线圈的失超传播速度；建立了磁体的失超触发、保护和数据采集系统，将采集到的数据与计算值进行对比，验证了有限元失超分析模型的准确性。　　 (3)兰州Penning离子阱7T高均匀度超导磁体分段被动保护方式的失超模拟。根据该磁体的运行方式、储能和线圈结构设计了分段保护电路，分析了了该保护方式下分析失超点位置、分段电阻大小、二极管导通电压的大小及线圈比热和横向热导率对失超过程的影响。　　 本文采用全耦合有限元软件对多种类型的加速器超导磁体进行了瞬态全耦合有限元失超分析，得出不同类型加速器超导磁体的失超传播特性和电流、电压、温度变化的参数，确保了磁体的安全性。