磁场环境中几何非线性导电薄板的热弹性耦合振动

基于涡电流热效应引起的温度场初边值问题和非线性热磁弹性力学的基本方程,在计及面内磁体力的前提下,研究几何非线性导电薄板在横向时变磁场及面内恒定磁场共同作用下的热弹性耦合动力响应,并对导电薄板的涡电流、磁力、温度以及挠度随外加磁场的变化情况进行定量模拟。数值结果表明,在考虑面内磁体力和几何非线性效应的情况下,当横向磁场较小时,面内磁体力的作用可以忽略,但必须考虑涡电流的热效应,而当横向磁场增加到一定值时,面内磁体力对变形场造成的影响作用比涡电流热效应的大,此时必须同时考虑面内磁体力和涡电流热效应对多场耦合行为分析所带来的影响。

悬臂导电薄板磁弹性耦合作用下的磁阻尼分析

针对处于外加磁场作用下的悬臂导电薄板,基于导电介质所满足的电磁学及力学基本定律和方程,建立了描述其力-电-磁耦合作用下几何非线性振动问题的理论模型,并给出了等效阻尼系数的确定方法,定量模拟了面内恒定磁场给涡电流和挠度耦合程度以及磁阻尼强弱所带来的影响。仿真结果表明,随着面内恒定磁场的增加,几何非线性效应和由耦合作用引起的磁阻尼会增强,而等效阻尼系数随着周期或时间是衰减的,并随着面内恒定磁场的增加而增加,这为磁场环境中导电结构的振动控制研究提供了一定的科学依据。

磁弹性耦合作用下悬臂导电薄板的非线性动态响应分析

针对核聚变反应堆中受到复杂磁场作用的限制器叶片,用悬臂导电薄板作为其简化结构,从导电介质所满足的电磁学及力学的基本定律和方程出发,建立了描述其力-电-磁耦合作用下几何非线性动态响应问题的理论模型,给出了数值计算的求解过程,定量模拟了面内磁体力和几何非线性对薄板挠度的影响。仿真结果显示,在横向磁场很小时,面内磁体力和大挠度都不考虑时的线性结果是可靠的,但是随着横向磁场的增加,几何非线性的影响越来越大,面内磁体力的作用也越发明显,且考虑几何非线性得到的挠度峰值要比线性情形的小,这表明了在导电结构设计中必须同时考虑面内磁体力和几何非线性效应。