【摘 要】
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本文针对可变形磁化介质从能量的角度建立起了同时包含磁致伸缩效应(局部耦合)和磁力作用(全局耦合)的普遍磁弹性强非线性耦合理论模型。首先,将弹性Gibbs自由能以Taylor级数的形
【机 构】
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中国计量学院,信息工程学院,杭州 310018
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本文针对可变形磁化介质从能量的角度建立起了同时包含磁致伸缩效应(局部耦合)和磁力作用(全局耦合)的普遍磁弹性强非线性耦合理论模型。首先,将弹性Gibbs自由能以Taylor级数的形式展开,由热力学关系导出级数形式的本构关系。然后基于微观磁弹性耦合机制,即,磁畴壁移导致磁致伸缩应变增大直至最大磁致伸缩应变,然后由于磁畴的旋转导致磁致伸缩应变从最大值开始减少,将级数形式的本构关系中与磁化有关和只与应力有关的项分类,分别用适当的超越函数代替,从而获得了一个简洁的磁致伸缩本构关系。这些超越函数的具体表达式将根据磁弹性物理机理给出。该本构关系所预测的不同预应力下的磁致伸缩应变曲线和磁化曲线均与实验吻和良好,并且可以很好的描述Young氏模量随应力和磁场的变化(即△E效应)。其次,基于所建立的非线性磁化本构模型,由包含磁性介质及外部足够大空间的广义磁能表述对位移的变分,得到了一个广义磁力表述。该磁力表述的形式与已有能同时描述两类典型实验的周-郑磁力表述是一致的。综合上述非线性本构关系以及广义磁力表述,本文建立起了同时考虑磁力和磁致伸缩效应的普遍的非线性磁弹性耦合理论模型。
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