随着制备技术和实验室条件的不断发展与进步,临界温度越来越接近室温的超导材料不断被发现。高温超导材料因具有更加接近室温的临界温度和远超传统金属材料的高载流能力而被广泛应用于超导导线、超导磁轴承、飞轮储能系统、准永磁体和磁滞电机等领域。高温超导体内部由于缺陷或其他各种势阱束缚磁通线而产生磁通钉扎力,在高温超导材料实际应用中产生重要的影响。因此关于高温超导体由于磁通钉扎力作用下的力学特性研究一直是学者们关注的重点。并且越来越多的研究表明,高温超导材料中的临界电流密度并不是均匀分布于超导体内部。因此结合高温超导材料的应用背景,本论文研究了临界电流密度非均匀分布对圆柱状高温超导体的物理特性和力学特性的影响。首先,研究了承载电流作用下圆柱形超导结构的磁通钉扎力学响应。考虑临界电流密度沿半径方向非均匀分布,基于Bean模型得到了圆柱形超导结构的感应磁场和电流分布规律,结合平面应变法,磁通量的表达式,获得了超导结构中的钉扎力,应力和磁致伸缩的解析表达式。最后与临界电流密度均匀分布的结果进行对比。结果表明,临界电流密度非均匀分布特性对超导体内部电磁场分布和力学性能影响显著,超导体内磁场和电流的分布规律随着临界电流密度的变化而发生改变,n值的变化导致超导结构内局部磁通钉扎力显著增大,并且使超导体内应力极值显著增加,同时在超导结构内部产生更大的变形。其次,研究了外加磁场激励下圆柱形超导结构内的磁通钉扎力学响应。考虑临界电流密度非均匀分布特性,基于临界态指数模型得到了圆柱形超导结构的感应磁场和电流分布规律,结合平面应变法,磁通量的表达式,获得了超导结构中的钉扎力,应力和磁致伸缩的解析表述。最后研究了临界电流密度的非均匀程度和模型参数p对超导体内力学特性的影响。结果表明,受磁场激励下的圆柱状超导体中,临界电流密度的非均匀分布导致超导结构内局部应力显著增加,且在下降场阶段,超导结构内的压应力会完全转变为拉应力,而这一拉应力极易引起脆性超导材料发生断裂破坏。同时,与Bean模型不同,超导结构内的应力大小并不随外加磁场的增加而单调增加,而是有极值存在。最后,研究了电流和磁场共同激励下的圆柱形超导结构的磁通钉扎力学响应。基于扩展的椭圆形模型和Bean模型得到了圆柱形超导结构的磁通密度和电流密度的分布规律,结合平面应变法,得到了超导结构内部应力的解析表达式。在此基础上研究了临界电流密度的分布规律对其力学特性的影响。结果表明,受承载电流与外部磁场共同激励下的圆柱状超导体,超导圆柱内的应力分布规律与单一场一致。在外场下降阶段,结构内出现较大的拉应力,且超导体的磁致伸缩的程度较均匀分布情况下更高,即非均匀的临界电流密度将造成超导结构内发生更大的磁致伸缩。