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导电矩形薄板的磁弹塑性动力响应分析

作　者: 郭占东
导　师: 高原文
学　校: 兰州大学
专　业: 固体力学
关键词: 导电矩形薄板面内磁体力动力稳定性脉冲磁场塑性理论临界磁场塑性区域
分类号: O344.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 64次
引　用: 1次
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内容摘要

在工程实际中，处于强脉冲磁场作用下的电磁装置及结构(如：托卡马克核聚变装置的第一壁结构，超导载流线圈，新型的电磁成形的加工工件等)在工作或运行时，结构内部将会产生涡电流，进而产生洛仑兹力使结构发生磁弹塑性振动，当磁场超过某一极限值时，结构将会发生动力失稳，因此对导电结构内部的涡电流分布特征以及电—磁—力双向耦合作用下导电结构的磁弹塑性动力响应、动力失稳的研究是十分必要的。本文对在横向时变磁场作用下导电矩形薄板的临界磁场做了定性分析。在横向时变磁场及面内恒定磁场共同作用下导电矩形薄板的弹塑性振动特性及动力稳定性等特征，进行了定量的模拟。首先，由涡电流的级数解得到在横向时变磁场作用下导电金属薄板上涡电流密度分布，进而推导了电磁力解析表达式，在由薄板的功能方程得到矩形导电薄板的临界磁场。结果表明：导电矩形薄板的临界载荷随着板长宽比的增大而减小，在相同长度下，薄板的临界磁场随着电导率及频率的增大而减小。其次，由导电介质所满足的电磁学、力学的基本定律和方程出发，建立了导电体力、电、磁等多场耦合问题的弹塑性动力学模型。在此基础上经过退化得到导电矩形薄板力—电—磁耦合作用下的小变形问题的基本方程。最后，根据模型编制了反映力—电—磁耦合行为的弹塑性动力计算程序，在此基础上研究了矩形导电薄板在横向脉冲磁场及面内恒定磁场共同作用下的弹塑性动力响应及其动力失稳特征。探讨了外加磁场作用下涡电流在矩形板上的分布特征，数值模拟了矩形导电薄板的振幅，频率随外加磁场的变化情况，给出了磁弹塑性动力失稳的临界磁场值与不同的电导率、板的长厚比以及磁脉冲参数τ之间的关系，展示了不同磁场下导电薄板结构塑性区域等．

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
第一章引言  6-13
  1.1 研究背景  6-7
  1.2 研究进展及概况  7-12
  1.3 本文主要研究内容  12-13
第二章导电薄板磁弹性及弹塑性动力学基本方程  13-30
  2.1 导电薄板涡电流分布及电磁力计算  13-19
  2.2 弹塑性变形的基本理论  19-28
  2.3 矩形薄板的动力响应方程  28-30
第三章导电矩形薄板的涡电流及临界磁场的特征分析  30-38
  3.1 导电矩形薄板的涡电流级数分析  30-33
  3.2 临界磁场近似分析  33-37
  3.3 本章小结  37-38
第四章导电薄板的弹塑性变形  38-59
  4.1 有限元分析模型  38-41
  4.2 导电矩形板弯曲问题的离散运动微分方程  41-49
  4.3 结果分析  49-57
  4.4 本章小结  57-59
第五章结论与展望  59-61
参考文献  61-66
附录  66-67
致谢  67

导电矩形薄板的磁弹塑性动力响应分析

内容摘要

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