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悬臂铁磁板在横向磁场中磁弹性失稳的实验及理论研究

【摘要】:电磁-力学耦合问题,在能源、交通、国防等重要部门有着广泛的应用背景,已经形成了涉及电磁物理与固体力学交叉的新兴研究领域。本文就横向均匀磁场中悬臂铁磁板的失稳问题进行了实验和理论分析。完成的主要工作如下: (1)设计加工了电磁铁作为均匀磁场的产生装置,对由材料为A3低碳钢制成的不同长、宽、厚的悬臂薄板进行了横向磁场中磁弹性失稳的实验研究。测得了薄板自由端挠度随外加磁场变化的实验数据,得到了板失稳的临界磁感应强度值。实验结果表明,悬臂铁磁板在均匀横向磁场中失稳的临界磁感应强度值受板的长度、宽度、厚度的影响:宽度、厚度不变,长度越大,临界磁感应强度值越小;长度、厚度不变,宽度越大,临界磁感应强度值越大;长度、宽度不变,厚度越大,临界磁感应强度值越大。 (2)对悬臂铁磁板在横向磁场中失稳问题的微观物理机理进行了探讨,给出了铁磁板磁弹性失稳的微观解释。 (3)对现有的几种磁力模型进行了比较,并对它们的特点及适用性进行了分析。Moon-Pao磁力偶模型的缺陷在于它的两个基本假定:磁介质内的磁感应强度与外加均匀磁场相等;磁力偶与板的挠角成正比。实验表明磁介质内的磁感应强度与外加磁场是不相等的,而且沿厚度方向变

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