高温超导块材作为高温超导磁浮列车系统中提供悬浮力和导向力的关键材料,其所能产生的悬浮力大小直接关系着高温超导磁悬浮列车的载重性和经济性。在以往研究中,人们对于悬浮力与外磁场的关系研究主要基于永磁轨道上方的磁场环境进行。但由于轨道磁场较为固定,难以调整其磁场分布,很多研究结果得到的块材悬浮力与外磁场的线性关系规律只能针对特定的实验轨道;其次,由于轨道磁场的垂向磁场Bz和横向磁场Br分布较为复杂,难以确定Bz、Br对块材悬浮力的具体影响;并且由于永磁轨道磁场强度的限制,缺乏在强磁场环境中块材悬浮力与外磁场关系的研究。本文在组内现有的超导磁体平台上,利用超导磁体磁场的可调可控和强磁场的特点,对钇钡铜氧（YBCO）和钆钡铜氧（Gd BCO）两种高温超导块材在不同强度、不同磁场变化量工况中的悬浮力特性与外磁场特征的关系进行了系统的研究。首先,实验测量了本文所基于的外磁场环境（超导磁体腔体内部磁场）磁场特征分布,包括垂向磁场Bz、横向磁场Br和垂向磁场梯度d Bz/dz三项在以往研究中认为影响块材悬浮力的磁场特征因素。随后测量了在0～3 T的磁场工况中,块材沿超导磁体z轴方向上下运动时的悬浮力变化趋势。将悬浮力曲线与磁场特征分布曲线进行对比,结果发现在超导磁体内部横、垂向磁场分布曲线和峰值位置没有因磁场强度变化发生改变的前提下,块材悬浮力峰值点随磁场强度的升高由靠近ΔBz×Br曲线峰值点变化到Br曲线峰值点,悬浮力曲线也随磁场强度的升高由贴近ΔBz×Br曲线变化到贴近Br曲线。为研究块材悬浮力曲线变化本质,本文对影响块材内部电流的磁场变化量ΔB与悬浮力之间的关系进行了研究。由于超导磁体内部横向磁场极小,可以用ΔBz近似代替ΔB,通过控制块材的场冷高度和运动距离来改变块材经历的磁场变化量,以此来研究磁场变化量对块材悬浮力的影响。研究发现超导块材悬浮力具有磁场变化量饱和效应,即随着块材经历磁场变化量的增大,块材悬浮力增益幅度慢慢减小并逐渐趋于零,随后即使继续增大磁场变化量,块材悬浮力也不再增加。实验发现YBCO块材悬浮力饱和磁场变化量均在0.720 T左右。随后,本文对Gd BCO块材进行了研究,发现Gd BCO的悬浮力饱和磁场变化量明显大于YBCO,并且Gd BCO在强磁场环境中悬浮力提升明显,实验测得的悬浮力最大值相比YBCO块材提高111.8%。另外,本文还对块材悬浮力弛豫进行研究,结果发现磁场变化量的增加以及块材所处外磁场强度的增大都会加剧块材的悬浮力弛豫损耗。利用COMSOL Multiphysics仿真软件,构建块材在超导磁体内部长距离运动仿真模型。本文利用仿真复现上述的实验过程,并进行了极限工况的仿真研究,验证了实验结论在极限工况中的适用性。为研究YBCO块材和Gd BCO块材悬浮力和弛豫衰减与其其内部的临界电流密度Jc值,本文通过仿真研究了临界电流密度Jc对块材悬浮力饱和磁场变化量和悬浮力弛豫的影响。结果显示在强磁场环境中块材Jc值越大,块材达到悬浮力饱和的磁场变化量越大,悬浮力弛豫衰减越小。