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谈谈内聚力磁电多铁性复合材料动态响应与破坏有限元

收藏本文 2024-02-18 点赞:20209 浏览:85261 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:多铁性复合材料是指同时具有两种或者两种以上铁性的复合材料,它们具有较强的多物理场耦合效应。作为复合材料,各种组分的组成形式和组分间界面都会对磁电复合材料的耦合效应具有很大的影响。本论文对磁电多铁性复合材料的有限元建模、界面损伤破坏、频率响应和动态耦合响应等方面进行了探讨。首先,为探讨磁电复合材料磁电耦合效应以及界面对磁电耦合效应的影响,引入内聚力模型模拟压磁相和压电相材料间的界面,并利用压磁与压电材料本构间的类比联系,用压电模块模拟压磁材料,建立求解磁电复合材料多场耦合不足的有限元浅析模型。其次,对磁电复合材料的界面损伤进行了浅析,计算了界面特性参数对界面损伤和磁电耦合效应的影响。为了提升计算的收敛性,在内聚力模型中引入了界面粘性系数。最后,讨论了界面刚度对磁电复合材料的固有频率、频率响应、动态响应和磁电耦合效应的影响,计算了不同形式的动态载荷作用下磁电复合材料的响应情况及边界条件对动态响应的影响。结果显示:1)引入较小的界面粘性系数,在保证计算准确性的基础上,有利于计算的收敛性;2)提升界面的内聚力能和界面失效应力都能够提升材料抵抗破坏能力;3)界面刚度对磁电多铁性复合材料的频率响应和动态耦合效应有较大影响,界面刚度越大,耦合效应越强,频率响应越大;4)边界条件对动态磁电耦合效率也有较大的影响。本论文的策略和结果对于多铁性复合材料的结构设计具有一定的参考作用。关键词:多铁性复合材料论文内聚力模型论文动态磁电耦合响应论文有限元法论文

    致谢4-5

    摘要5-6

    Abstract6-8

    目次8-10

    第一章 绪论10-18

    1.1 多铁性材料介绍10-15

    1.1.1 基本铁性10-11

    1.1.2 多铁性材料的探讨进展11-14

    1.1.2.1 单相多铁性材料的探讨12-13

    1.1.2.2 多铁性复合材料的探讨13-14

    1.1.3 多铁性材料的运用14-15

    1.2 多铁性复合材料损伤破坏的探讨15

    1.3 多铁性材料磁电精合浅析的探讨进展15-16

    1.4 本论文主要工作16-18

    第二章 磁电多铁性复合材料耦合浅析有限元法18-26

    2.1 复合材料模型18-19

    2.2 压电/压磁材料的基本方程19-21

    2.2.1 压电材料本构方程19-20

    2.2.2 压磁材料本构方程20

    2.2.3 制约方程20-21

    2.3 内聚力模型21-25

    2.3.1 内聚力律22-23

    2.3.2 界面损伤破坏准则23-24

    2.3.2.1 界面初始破坏23-24

    2.3.2.2 界面破坏进展与界面单元退化24

    2.3.3 内聚力模型的运用24-25

    2.4 本章小结25-26

    第三章 界面损伤破坏及内聚力参数的影响26-39

    3.1 界面粘性系数对计算收敛性的影响27-31

    3.2 界面刚度对磁电耦合效应的影响31-33

    3.3 界面失效应力对界面损伤的影响33-35

    3.4 界面内聚力能对界面损伤的影响35-38

    3.5 本章小结38-39

    第四章 磁电多铁性复合材料的频率响应浅析39-48

    4.1 磁电复合材料的固有频率39-40

    4.2 频率响应的有限元浅析策略40-41

    4.3 频率响应浅析41-47

    4.4 本章小结47-48

    第五章 磁电多铁性材料复合材料的动态耦合浅析48-58

    5.1 瞬态激励后的响应浅析48-53

    5.1.1 位移激励后的响应浅析49-50

    5.1.2 磁场激励后的响应浅析50-53

    5.2 偏磁场中的谐波响应53-54

    5.3 偏磁场下的脉冲响应54-55

    5.4 界面刚度对动态响应的影响55-57

    5.5 本章小结57-58

    第六章 总结与展望58-60

    6.1 总结58-59

    6.2 展望59-60

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