国家“十一五”重大科技项目—“稳态强磁场实验装置”正在建设，所建成的稳态强磁场装置能够为物理、化学以及生命科学的研究提供重要的实验环境。　　混合磁体装置是项目中具有标志性的，它主要包括内部水冷磁体和外部超导磁体。在混合磁体装置的研制过程中，一个亟待解决的问题是计算出两种不同类型磁体在安装过程中由于安装误差而引起的电磁力以及由于水冷磁体故障态而引起的电磁力，这些将为磁体结构的设计提供可靠的依据。两种磁体的安装误差主要包括:1)对称轴重合，磁场中心轴向偏离;2)对称轴平移;3)对称轴之间产生一个角度;4)以上各种状况任意组合。这种情况发生所引起的电磁力分别为:一旦两个磁体对称轴重合而磁场中心在轴向发生偏离，则在两个磁体间将产生较大的轴向电磁力;如果两个磁体的对称轴平移，则在两个磁体间将产生较大的径向力;如果两个磁体对称轴之间产生一个角度，则在两个磁体间将产生力矩。此外，对于水冷磁体故障态而引起的电磁力是指内部水冷磁体可能由于绝缘短路而在中心对称平面两侧引起磁场不对称，特别是当水冷磁体在中心对称平面的一侧同时短路这种情况发生时，外超导磁体和水冷磁体间将产生一个巨大的轴向电磁力。本文利用虚功原理对上述各种状况下的电磁力进行了分析与计算，并获得了准确的计算结果。　　在混合磁体运行过程中，外超导磁体的励磁和退磁、水冷磁体的励磁和退磁以及两者的组合都会在外超导磁体上产生交流损耗而使外超导磁体产生温升。为了保证外超导磁体在运行过程的安全性能，在外超导磁体设计时须对外超导磁体的温度裕度等热工水力特性进行分析。此外，由于环氧破裂、股线在电磁力作用下运动发热、真空破坏、超导体退化等一系列因素都可能使外超导磁体失去超导电性，即失超。一旦外超导磁体失超发生时，在外超导磁体上将产生较大的温升以及在导管内产生较大的氦压力。为了保护外超导磁体在失超过程中不致由于较大的的温升和较大的氦压力而损坏磁体本身，有效的失超保护是至关重要的，因此，对外超导磁体的失超分析是十分必要的。本文利用零维、一维和修改的准三维GANDALF程序对外超导磁体在各种运行模式下热工水力行为进行了详细的分析。　　混合磁体外超导磁体采用铌三锡管内电缆导体，铌三锡管内电缆导体在电磁循环载荷下可能产生退化现象。为了研究混合磁体外超导磁体相关导体的退化问题，在外超导磁体制作前制造一个小口径铌三锡管内电缆模型磁体，该模型磁体在7.5T的背景场下磁体中心能够产生12T的磁场。由于模型磁体是放入背景场磁体(铌钛密绕线圈)之中，可认为是由两种不同超导体绕制的混合超导磁体系统，同样其安装误差所产生的电磁力也是一个需要考虑的问题。因此，本文也将对模型磁体与背景场磁体在各种安装误差下的电磁力进行分析计算。同理，类似于混合磁体外超导磁体，本文也将利用零维、一维和修改的准三维GANDALF程序对模型磁体在正常运行过程中的热工水力特性以及失超后的失超传播特性进行分析，并且与得到的模型磁体的实验结果进行比较。