磁致伸缩材料Terfenol-D非线性耦合有限元分析

• 全文链接
• 请求原文

作   者：

杨兴旺;  陶伟明; 

作者机构：

浙江大学工程力学系; 

关键词：

磁致伸缩;  Terfenol-D;  非线性耦合;  有限元法; 

期刊名称：

浙江大学学报(工学版)

基金项目：

多铁性材料的多物理场耦合力学研究
柔性基板上薄膜的屈曲、脱层及断裂研究

i s s n：

1008-973X

年卷期：

2014 年 11 期

页   码：

2094-2100

摘   要：

为了研究巨磁致伸缩材料Terfenol-D的非线性耦合磁力特性及响应,提出一种增量显式有限元列式及其在通用有限元软件中的实现方法.该显式增量方法基于实验测得材料性质或非线性本构计算所得材料参数,通过分段插值函数描述磁致伸缩材料的材料参数随磁场和预应力的非线性变化关系,采用耦合方程的弱形式给出相应有限元列式及增量算法,并在通用有限元软件ABAQUS中执行数值算例.该方法通过显式插值避免大多数数值方法求解非线性方程组的迭代过程,只需要先进行稳定性验证来标定合适的增量步长即可保证结果的可靠性.数值分析结果表明,该方法具有较好的精度和稳定性,能够准确有效地模拟不同预应力水平和偏磁场强度下的磁致伸缩非线性耦合响应,同时能够反映预应力对最大磁致伸缩的影响,即"反转效应".该方法对磁致伸缩器件的设计应用及力磁耦合非线性分析具有一定的理论和实际意义.