超导材料作为一种新型智能材料,在电力技术、通信技术、磁悬浮装置以及其他先进智能结构中得到了广泛应用。由于高温超导体是脆性材料,且常存在缺陷,因而很容易发生机械故障。作为超导材料断裂问题的一个重要方面,有必要深入研究超导薄膜的裂纹问题。本文研究了超导薄膜在电磁力作用下的断裂行为,得到了裂纹应力强度因子或能量密度因子,预报了裂纹的开裂和扩展。具体工作如下:建立双指数模型,分析了临界电流密度依赖于磁场模型下,功能梯度超导薄膜的中心裂纹问题。得到了应力强度因子的解析表达式和数值计算结果。数值结果揭示了外加磁场、模型参数和裂纹长度对应力强度因子的影响。另外,在磁场减少过程中,超导薄膜中的裂纹很容易按照I型裂纹扩展。增大剪切模量的梯度参数可以阻止裂纹扩展。而且,在磁场减少过程中,在一定的磁场作用下(尤其是较大的磁场),I型和II型应力强度因子均随引入的临界状态模型参数的增大先增大后减小。这一研究有助于超导构件在实际中的应用。应用应变能密度理论研究了功能梯度超导薄膜在迁移电流作用下的中心裂纹问题,假设超导材料的临界状态模型为Kim模型,剪切模量沿薄膜宽度满足双曲函数变化。得到了磁场和电流密度、应力强度因子和能量密度因子的解析表达式,给出了数值分析结果,揭示了所施加的迁移电流、模型参数和裂纹长度对能量密度因子和应力强度因子的影响。另外,在迁移电流减小的过程中,增加剪切模量的梯度参数可以阻止裂纹扩展,并且一般地,裂纹往往沿剪切模量减小的方向扩展。而且,裂纹开裂角与外加迁移电流无关,但开裂角的大小总是随着材料梯度参数和裂纹长度的增大而略有增大。这一研究有助于超导构件在实际中的应用。应用有限元方法,分析了迁移电流作用下菱形截面超导薄条中的裂纹问题。临界状态模型假设为Bean模型,得到了迁移电流增加过程中和减少过程中电流密度和磁场分布的解析表达式。数值结果揭示了裂纹长度、薄条厚度和外加迁移电流对应力强度因子的影响。在迁移电流减小的过程中,对一定的外加迁移电流,应力强度因子随裂纹长度和外加迁移电流的最大值的增大而增大,但是随薄条厚度的增大而减小。这一研究有助于超导构件在实际中的应用。