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层状柱壳磁电复合材料的非线性磁电效应研究

ISSN号：0254-7805
期刊名称：固体力学学报
时间：2013.10.10
页码：441-449
分类：O472.6[理学—半导体物理;理学—物理]
作者机构：[1]西部灾害与环境力学教育部重点实验室,兰州大学土木工程与力学学院力学与工程科学系,兰州730000
相关基金：高等学校博士点基金（20110211110023）、国家自然科学基金（11072093,11121202和11032006）和中央高校本科研费（lzu jbky-2012-k05）资助.
相关项目：多铁性磁电材料结构的动态多场耦合非线性力学特征及细观机制研究

关键词：层状柱壳, 磁电效应, 非线性, 预压力, composite cylinder, magnetoelectric effect, nonlinear, pre-pressure

中文摘要：

论文基于超磁致伸缩材料非线性本构,从基本的控制方程出发,对层状柱壳磁电复合材料动态和静态情形下的非线性磁电响应进行理论研究,讨论了不同边界下磁场频率以及压电材料厚度比对磁电系数的影响,并得到了不同预压力下磁场大小对于磁电系数的影响.数值计算结果显示,对于Tefernol-D/PZT-5层状柱壳磁电复合材料,随着预压力值增大,磁电系数最大值减小,取得最大值时对应的磁场值逐渐增大；不同边界条件、磁场频率和磁场大小下,材料厚度比对磁电系数也有着不同的影响.特别地,当外加磁场频率较大时,相应于压电层厚度比,磁电系数呈现多极值现象.

英文摘要：

Based on the nonlinear constitutive relations of the giant magnetostrictive material,the nonlinear magnetoelectric （ME） effect of composite cylinder is considered here for both the static and dynamic cases,respectively,paying a special attention to the influences of frequency and magnitude of magnetic,prepressure and the thickness ratio of two materials on ME coefficient under different boundary conditions.Our numerical results show that：（1） for Tefernol-D/PZT-5 composite,with the increase of pre-pressure,the maximum value of ME coefficient decreases,but the magnetic field corresponding to the maximum value of ME coefficient increases; （2） the thickness ratio of two materials has significant effect on the ME coefficient of the giant magnetostrictive/piezoelectric composite cylinder.In addition,the multi-peak values of ME coefficient appear when the magnetic frequency is large.