懸臂鐵磁板在橫向磁場中磁彈性失穩(wěn)的實驗及理論研究.pdf

1、電磁-力學耦合問題，在能源、交通、國防等重要部門有著廣泛的應(yīng)用背景，已經(jīng)形成了涉及電磁物理與固體力學交叉的新興研究領(lǐng)域。本文就橫向均勻磁場中懸臂鐵磁板的失穩(wěn)問題進行了實驗和理論分析。完成的主要工作如下： (1)設(shè)計加工了電磁鐵作為均勻磁場的產(chǎn)生裝置，對由材料為A3低碳鋼制成的不同長、寬、厚的懸臂薄板進行了橫向磁場中磁彈性失穩(wěn)的實驗研究。測得了薄板自由端撓度隨外加磁場變化的實驗數(shù)據(jù)，得到了板失穩(wěn)的臨界磁感應(yīng)強度值。實驗結(jié)果表明，懸

2、臂鐵磁板在均勻橫向磁場中失穩(wěn)的臨界磁感應(yīng)強度值受板的長度、寬度、厚度的影響：寬度、厚度不變，長度越大，臨界磁感應(yīng)強度值越??；長度、厚度不變，寬度越大，臨界磁感應(yīng)強度值越大；長度、寬度不變，厚度越大，臨界磁感應(yīng)強度值越大。 (2)對懸臂鐵磁板在橫向磁場中失穩(wěn)問題的微觀物理機理進行了探討，給出了鐵磁板磁彈性失穩(wěn)的微觀解釋。 (3)對現(xiàn)有的幾種磁力模型進行了比較，并對它們的特點及適用性進行了分析。Moon-Pao磁力偶模型的缺

3、陷在于它的兩個基本假定：磁介質(zhì)內(nèi)的磁感應(yīng)強度與外加均勻磁場相等；磁力偶與板的撓角成正比。實驗表明磁介質(zhì)內(nèi)的磁感應(yīng)強度與外加磁場是不相等的，而且沿厚度方向變化很大，而后一假定是否成立還有待進一步研究。對于公理化模型、理性力學模型、磁體力模型以及變分原理模型，它們的等效橫向磁力近似相同，這樣各模型都能描述鐵磁板在橫向磁場中失穩(wěn)的實驗現(xiàn)象。 (4)利用FEMLAB軟件，分別采用磁體力模型、Pao-Yeh公理化模型、Eringen-Ma