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相似文献
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1.
地磁环境下结构变形引起的扰动磁场   总被引:3,自引:0,他引:3  
秦飞  闫冬梅  张晓峰 《力学学报》2006,38(6):799-806
基于磁弹性相互作用的线性化理论,针对地磁环境特点,忽略磁场对结构位移的影 响而仅考虑位移对磁场的耦合作用,通过将位移梯度引入变形后界面外法线矢量方 法,给出了变形引起的扰动磁场计算的定解场方程和界面衔接条件,并计算了符拉 芒问题的变形扰动磁场. 结果表明,变形扰动磁场完全取决于位移梯度在界面外法 向上的投影;扰动场强与外力成正比;空气中扰动磁场的法向强度和切向强度分布 特征明显不同,法向强度在力作用点对称分布,并且在 力作用点处存在奇点;切向强度则呈反对称分布,在力作用点处发生突变.  相似文献   

2.
横向磁场激励下铁磁梁式板的混沌运动分析   总被引:9,自引:0,他引:9  
在磁体力分布的磁弹性理论模型和磁场准静态假定模式基础上,对于处在周期时变磁场 中的不可移简支铁磁梁式板非线性磁弹性动力特性进行定性与定量分析.首先利用磁场的摄 动技术和结构变形的模态法,导出了关于模态坐标的非线性动力方程;然后利用Melnikov方 法,从理论上给出这一磁弹性动力系统可能出现混沌运动的必要条件及参数范围;最后采用变 步长Runge-Kutta数值积分方法对其磁弹性相互作用的混沌现象进行了定量搜索与模拟,并 利用其轨迹的Poincare截面图与Liapunov指数加以判断.结果表明磁弹性简支梁式板在横 向周期时变磁场中存在混沌吸引子,且在机械阻尼很小时其混沌吸引子表现出稠的特性.  相似文献   

3.
基于复杂磁场中铁磁介质磁弹性广义变分原理,给出了包含磁场、铁磁薄板几何非线性的一组基本方程,并对斜磁场中铁磁薄板的磁弹性弯曲问题进行了分析.根据铁磁板内磁场分布特点定性分析了铁磁薄板所受磁力的特征,建立了考虑铁磁板磁场端部效应以及耦合非线性、几何非线性的磁弹性有限元模型,数值模拟了铁磁薄板的磁弹性耦合弯曲特性并给出铁磁悬臂、简支薄板随磁场倾角变化的磁弹性弯曲变形特征等,数值结果与定性分析结果吻合良好.  相似文献   

4.
时朋朋 《力学学报》2021,53(12):3341-3353
金属磁记忆微磁检测方法, 利用铁磁材料局部磁性状态的变化, 进行应力集中或塑性区域位置及程度的检测与评价. 面向微磁信号的定量理论分析可对其工程领域应用提供重要指导. 本文介绍铁磁材料微弱环境磁场下的磁弹塑性本构进展, 及其在微磁信号分析方面的应用. 力磁本构关系方面, 针对微磁检测弱磁化条件, 基于有效场理论构建了受弹塑性载荷铁磁材料的理想磁化本构的显式解析式, 并结合接近原理分析了恒定外加微弱磁场下应力-应变对材料磁化强度的影响. 检测信号分析方面, 基于弹性力学理论、静磁学理论和新建立的磁弹塑性本构关系, 建立并求解了微弱磁场下铁磁试件中弹性应力或塑性区诱导的表面磁信号的二维分析模型. 结合实验结果证实其在刻画弹塑性因素对微磁信号影响规律方面的能力, 并详细分析了微磁信号的特征量与局部弹性应力或塑性区的尺寸间的相关关系. 相比已有力磁本构关系, 本文建立的显式解析形式的理想磁化更加简洁, 有助于提升对力磁耦合效应的定量化理解和应用.   相似文献   

5.
磁场环境对导电薄板磁弹性振动的影响   总被引:2,自引:0,他引:2  
给出了磁各导电薄板磁弹性振动的非线性耦合基本方程式,并推得了四边固支矩形薄板振动的特征方程,算例表明,适当给定磁场的强度,可控制该磁场环境中薄板的磁弹性振动特性。  相似文献   

6.
李国炳  王吉峰 《力学学报》1994,26(6):690-698
讨论了由于纵向磁场不均匀引起的磁约束等离子体的变形,在表面电流分布与体电流分布情形下分别求得磁面变形与各参数之间的关系,给出了等离子体平衡对于不均匀磁场参数相应的限制。  相似文献   

7.
利用磁弹性耦合问题的线性化理论,采用分离变量方法对带圆孔的无限大板在受拉应力和横向磁场共同作用下的变形扰动磁场进行了求解,得到了变形引致的扰动磁场的解析解,并对其强度量级和分布情况进行了讨论.结果表明,变形扰动磁场场强与外力成正比;与无变形磁场强度相比,变形扰动磁场小3个量级,但波峰波谷数目增加,且在圆孔边界径向扰动磁场强度迅速衰减.  相似文献   

8.
软铁磁薄板磁弹性耦合作用的变分原理   总被引:1,自引:2,他引:1  
研究磁弹性耦合问题的关键是正确计算作用在铁磁弹性体上的磁力,该文以磁场系统的磁能与磁介质弹性板应变能之和作为软铁磁薄板位于外加磁场合作用系统的能量泛函,以磁标势函数和位移函数的变分为独立变量,给出软铁磁薄板在任意外磁场中磁弹性耦俣作用变分原理,由此不仅导出磁和结构变形的联立控制方程,而且获得作用在薄板上的磁力表达式,进而可以对两类不同性质的铁磁板耦合作用的实验现象进行理论模拟  相似文献   

9.
软铁磁薄板磁弹性屈曲的理论模型   总被引:5,自引:0,他引:5  
周又和  郑晓静 《力学学报》1996,28(6):651-660
铁磁弹性薄板的磁弹性屈曲问题一直作为电磁——弹性力学相互作用的一个基本模型进行研究,而作用在其磁介质上的磁力计算则是定量理论预测准确与否的关键.到目前为止,文献上已有的理论模型对悬臂铁磁梁式悬臂板在横向磁场中磁弹性屈曲的理论预测值始终高于实验值,有的甚至相差100%左右.本文基于电磁力计算的微观安培电流模型,严格给出了软铁磁薄板等效横向磁力的宏观计算表达式.在此基础上,建立了电磁——力学相互耦合作用的非线性理论模型.该模型能描述铁磁薄板结构在非均匀横向磁场环境中的磁弹性失稳(或屈曲).其定量分析采用了有限元法和有限差分法相结合.数值结果显示:本模型给出的磁弹性屈曲的临界磁场值与实验值符合良好.与此同时,文中还对文献中认为较成功的Moon-Pao模型的基本假设进行了分析.定量结果发现:Moon-Pao理论模型的基本假设仅在梁式板的长厚比L/h比较大时(约在200左右),是可以接受的,而当L/h较小时,该假设将导致理论值与实验值的较大误差.L/h比值越小,理论值与实验值的误差越大  相似文献   

10.
考虑力-电-磁-热等多场耦合作用, 基于线性理论给出了磁-电-弹性半空间在表面轴对称温度载荷作用下的热-磁-电-弹性分析, 并得到了问题的解析解. 利用Hankel 积分变换法求解了磁-电-弹性材料中的热传导及控制方程, 讨论了在磁-电-弹性半空间在边界表面上作用局部热载荷时的混合边值问题, 利用积分变换和积分方程技术, 通过在边界表面上施加应力自由及磁-电开路条件, 推导得到了磁-电-弹性半空间中位移、电势及磁势的积分形式的表达式. 获得了磁-电-弹性半空间中温度场的解析表达式并且给出了应力, 电位移和磁通量的解析解. 数值计算结果表明温度载荷对磁-电-弹性场的分布有显著影响. 当温度载荷作用的圆域半径增大时, 最大正应力发生的位置会远离半无限大体的边界; 反之当温度载荷作用的圆域半径减小时, 最大应力发生的位置会靠近半无限大体的边界. 电场和磁场在温度载荷作用的圆域内在边界表面附近有明显的强化, 而磁-电-弹性场强化区域的强化程度跟温度载荷的大小和作用区域大小相关. 本研究的相关结果对智能材料和结构在热载荷作用下的设计和制造具有指导意义.   相似文献   

11.
The purpose of this paper is to study the magnetomechanical characteristic of a microsensor which is composed of a cantilevered beam-plate with ferromagnetic films in order to measure the magnetic field from the deformation of plate when the microsensor is located in the magnetic field. To this end, a numerical approach made up of the finite element method for magnetic field and the finite difference method for deflection of the microsensor is proposed to perform the numerical analysis of deflection under magnetoelastic interaction. Some quantitative results of a case study for the magnetoelastic characteristic between the magnetic field and deflection of the microsensor in the magnetic field are given. The results show that this microsensor can be used not only to measure the magnitude of magnetic intensity, but also to possibly monitor the direction of the vector of the magnetic field. The project supported by the NNSFC(No. 19772014), the China National Foundation for Outstanding Young Researchers(No. 19725207), and Foundation for University Key Teacher by the Ministry of Education of China.  相似文献   

12.
An analysis of buckling/snapping and bending behaviors of magneto-elastic-plastic interaction and coupling for cantilever rectangular soft ferromagnetic plates is presented.Based on the expression of magnetic force from the variational principle of ferromagnetic plates,the buckling and bending theory of thin plates,the Mises yield criterion and the increment theory for plastic deformation,we establish a numerical code to quantitatively simulate the behaviors of the nonlinearly multi-fields coupling problems by the finite element method.Along with the phenom- ena of buckling/snapping and bending,or the characteristic curve of deflection versus magnitude of applied magnetic fields being numerically displayed,the critical loads of buckling/snapping, and the influences of plastic deformation and the width of plate on these critical loads,the plastic regions expanding with the magnitude of applied magnetic field,as well as the evolvement of deflection configuration of the plate are numerically obtained in a case study.  相似文献   

13.
This paper presents an analysis of buckling/snapping, bending and post-buckling/snapping behaviors of magneto-elastic–plastic interaction and coupling for soft ferromagnetic beam-plates with geometrically nonlinear deformation and unmovable simple supports at the ends of the plates. Based on the expression of magnetic force from the variational principle of ferromagnetic plates, the theory of thin plates with the nonlinear deformation of van Karman’s type, and the Mises yield criterion and the increment theory for plastic deformation, here, we establish a numerical code to quantitatively simulate the behaviors of the nonlinearly multi-coupling problems by the finite element method. Along with that the phenomena of buckling, bending, and post-buckling/snapping, or the characteristic curve of deflection versus magnitude of applied magnetic fields are numerically displayed, the critical values of buckling/snapping and yield magnetic fields, and the expansibility of plastic region after the plates undergo plastic deformation with increasing of the applied magnetic fields, as well as the evolvement of deflection configuration of the plate are numerically obtained in a case study.  相似文献   

14.
The key to revealing the behaviors of magnetoelastic interaction is how to express themagnetic forces applying on a ferronqagnetic elastic body.In this paper,a functional for a ferromag-netic thin plate in magnetic fields is proposed by taking the summation of the magnetic energy of themagnetic system and the strain energy of the elastic plates.We present a variational principle for theproblem by choosing the variations of magnetic potential and deflection as independent variates eachother.Based on the principle,not only are the simultancous governing equations for magnetic fieldsand deformation of structures deduced,but also a general expression of magnetic force acting on theplates is gained,which makes it possible to commonly simulate the distinct two experiments of magne-toelastic interaction in a theoretical model.Thus,it can be used to theoretical prediction of the magne-toelastic interaction of ferromagnetic plates in a complex environment of applied magnetic fields.  相似文献   

15.
本文首先基于理性力学非线性几何场理论,建立了等效速率形式的热弹性薄板的Karman方程,通过将热弹性薄板大挠度弯曲问题的看成平板弯曲问题与平面大变形问题的耦合,在固定坐标系及拖带坐标系上推导出两组边界积分方程,从而建立起新的分析热性薄板大挠度弯曲问题的边界元。本文的方法较双往分析此问题的边界法在理论上更准确,合理,算例表明本文的方法理论可靠,精度良好。  相似文献   

16.
粘弹性大挠度圆板的轴对称弯曲   总被引:4,自引:1,他引:4  
本文探讨粘弹性大挠度圆板的轴对称弯曲的基本方程和求解方法.用半逆解和摄动法分析挠度与膜力,对标准线性固体进行数例计算,并与小挠度理论相比较.全部方程与解答可退化得相应的弹性大挠度板的结果.  相似文献   

17.
The purpose of this paper is to propose a method for the evaluation of plate elements in the finite element engineering software comparatively to the Kirchhoff and Reissner plate theories. The method is based on the study of transverse deflection near a crack tip. A numerical work has been conducted for the shell elements in Abaqus software with different crack lengths and various thicknesses. The deflection can be written as a function of the exponent of the distance between the crack tip and one point along the crack. This exponent is accepted to describe the behaviour of finite elements.  相似文献   

18.
黄钟民  谢臻  张易申  彭林欣 《力学学报》2021,53(9):2541-2553
发展了一种求解面内变刚度功能梯度薄板弯曲问题的神经网络方法. 面内变刚度薄板弯曲问题的偏微分控制方程为一复杂的4阶偏微分方程, 传统的基于强形式的神经网络解法在求解该偏微分方程时可能会遇到难以收敛、边界条件难以处理的情况. 本文基于Kirchhoff薄板弯曲理论, 提出了一种直角坐标系下任意面内变刚度薄板弯曲问题的神经网络解法. 神经网络模型包含挠度网络与弯矩网络, 分别用于预测薄板的挠度与弯矩, 从而将求解4阶偏微分方程转换为求解一系列二阶偏微分方程组, 通过对挠度、弯矩试函数的构造可使得神经网络计算结果严格满足边界条件. 在误差的反向传播中, 根据本文提出的误差函数公式计算训练误差并结合Adam优化算法更新模型的内部参数. 求解了不同边界条件、形状的面内变刚度薄板弯曲问题, 并将所得计算结果与理论解、有限元解进行对比. 研究表明, 本文模型对于求解面内变刚度薄板弯曲问题具备适应性, 虽然模型中的弯矩网络收敛较挠度网络要慢, 但本文方法在试函数的构造上更为简单、适应性更强.   相似文献   

19.
I.IntroductionSofar,twokindsofphenomenaofmagnetoelasticinteractiontoferromagneticplatesinappliedmagneticfieldshavebeenfound.Oneisthemagnetoelasticbuchlingorillstabllitytoacantileveredbeam-plateinatransversemagneticfieldt'],thatisthephen1Onlenollot'negiltivemagneticstiffness,whiletheotheristheincreaseofnaturalfrequencyoftheplatewhichisfreelyviratinginanin-planemagneticfieldl=],thatisthephenomenonofpositivemagneticstiffness.Inordertosimulatethesetwokindsofexperimentalphenomena,sometheoreticalmo…  相似文献   

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