懸臂鐵磁板在橫向磁場(chǎng)中磁彈性失穩(wěn)的實(shí)驗(yàn)及理論研究.pdf

1、電磁-力學(xué)耦合問(wèn)題，在能源、交通、國(guó)防等重要部門(mén)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(xué)交叉的新興研究領(lǐng)域。本文就橫向均勻磁場(chǎng)中懸臂鐵磁板的失穩(wěn)問(wèn)題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和理論分析。完成的主要工作如下： (1)設(shè)計(jì)加工了電磁鐵作為均勻磁場(chǎng)的產(chǎn)生裝置，對(duì)由材料為A3低碳鋼制成的不同長(zhǎng)、寬、厚的懸臂薄板進(jìn)行了橫向磁場(chǎng)中磁彈性失穩(wěn)的實(shí)驗(yàn)研究。測(cè)得了薄板自由端撓度隨外加磁場(chǎng)變化的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到了板失穩(wěn)的臨界磁感應(yīng)強(qiáng)度值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，懸

2、臂鐵磁板在均勻橫向磁場(chǎng)中失穩(wěn)的臨界磁感應(yīng)強(qiáng)度值受板的長(zhǎng)度、寬度、厚度的影響：寬度、厚度不變，長(zhǎng)度越大，臨界磁感應(yīng)強(qiáng)度值越??；長(zhǎng)度、厚度不變，寬度越大，臨界磁感應(yīng)強(qiáng)度值越大；長(zhǎng)度、寬度不變，厚度越大，臨界磁感應(yīng)強(qiáng)度值越大。 (2)對(duì)懸臂鐵磁板在橫向磁場(chǎng)中失穩(wěn)問(wèn)題的微觀物理機(jī)理進(jìn)行了探討，給出了鐵磁板磁彈性失穩(wěn)的微觀解釋。 (3)對(duì)現(xiàn)有的幾種磁力模型進(jìn)行了比較，并對(duì)它們的特點(diǎn)及適用性進(jìn)行了分析。Moon-Pao磁力偶模型的缺

3、陷在于它的兩個(gè)基本假定：磁介質(zhì)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與外加均勻磁場(chǎng)相等；磁力偶與板的撓角成正比。實(shí)驗(yàn)表明磁介質(zhì)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與外加磁場(chǎng)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(jìn)一步研究。對(duì)于公理化模型、理性力學(xué)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(chǎng)中失穩(wěn)的實(shí)驗(yàn)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