Хрупкое разрушение проводника в сильном импульсном магнитном поле

Проанализированы основные факторы, приводящие к разрушению проводника под действием сильного импульсного магнитного поля. Теоретическая модель cоответствует геометрии цилиндрического толстостенного соленоида и учитывает диффузию магнитного поля, омический нагрев материала и возникающие в нем механические напряжения. В качестве порогового поля $B_{th}$, разделяющего области безопасных (неразрушающих) и опасных полей, использована амплитуда магнитного поля, при которой индуцируемые напряжения в материале достигают выполнения условия пластичности Мизеса. В случае изначально однородного материала соответствующая этому пределу максимальная температура нагрева, предопределяющая уровень термомеханических напряжений, выведена аналитически. В общем случае на основе анализа расчетных значений порогового поля исследовано влияние различных параметров (характеристики магнитного импульса, упругие модули материала и т. д.) на стойкость проводника в импульсном магнитном поле и предложены способы повышения порогового поля, в частности, за счет использования различных пространственных профилей начального удельного сопротивления. Показано, что в сравнении с однородным материалом сформированный на поверхности модифицированный слой с повышенным удельным сопротивлением позволил существенно увеличить амплитуду магнитного импульса, выдерживаемого материалом без разрушения.