本书主要研究铁磁固体变形与断裂，从固体力学、材料物理相结合的角度系统论述了铁磁固体在多物理耦合场下的变形本构理论、多物理场耦合断裂理论及其机理，以及多场耦合的实验方法和设备、实验结果和新现象。本书的主要特色是：详细介绍了铁磁固体材料在力电磁热耦合场作用下的复杂力学行为，抓住铁磁固体材料的非线性、滞后效应、各向异性、非均质和畴结构演化等基本特征，强调清晰的物理概念，用简洁的语言解释了铁磁固体在变形与断裂过程中体现的多场耦合效应。这些特征使固体力学、材料科学、电磁学、磁性物理学和机械电子等领域的读者能够很容易地抓住问题的物理本质，了解铁磁固体变形与断裂的研究现状。
本书适合固体力学、材料科学、电磁学、磁性物理学和机械电子等领域的研究生、教师和专业技术人员参考。
样章试读
目录
- 序
前言
第1章 绪论
1.1 铁磁固体变形与断裂的研究背景
1.2 研究概况
1.2.1 电磁结构力学行为的研究概况
1.2.2 电磁功能材料的力学行为研究概况
1.3 本书的结构与内容安排
第2章 电磁学基础知识
2.1 电磁场的麦克斯韦方程组
2.2 电磁介质的物理方程
2.2.1 电介质极化的物理描述
2.2.2 磁介质磁化的物理描述
2.3 运动介质的麦克斯韦方程组
2.4 电磁场的边界条件
2.5 电磁能量与坡印亭定理
2.6 电磁场位函数
2.7 磁性材料的分类
2.8 铁磁材料的畴结构与技术磁化
2.9 铁磁体的变形机制
2.9.1 磁致伸缩的变形机制
2.9.2 磁致形状记忆效应的机制
2.10 磁学单位与量纲
第3章 多场耦合实验方法与技术
3.1 多场耦合实验原理
3.1.1 基本量的测量
3.1.2 特征曲线的测量
3.2 多场耦合实验设备
3.2.1 现有多场耦合实验设备
3.2.2 机械传动力磁耦合实验设备
3.2.3 液压传动力磁耦合实验设备
3.2.4 力磁热耦合实验设备
3.2.5 动态力磁热耦合实验设备
3.2.6 动态力电磁热耦合实验设备
3.3 本章小结
第4章 铁磁固体的变形与断裂实验结果
4.1 铁磁固体材料的多场耦合本构实验
4.1.1 锰锌铁氧体的多场耦合本构实验
4.1.2 金属软磁材料的多场耦合本构实验
4.1.3 超磁致伸缩材料的多场耦合本构实验
4.1.4 铁磁形状记忆合金的多场耦合本构实验
4.1.5 Galfenol合金的多场耦合本构实验
4.2 超磁致伸缩材料的多场耦合实验新现象
4.2.1 畴变“拟弹性”行为
4.2.2 巨大的受迫体磁致伸缩
4.2.3 多轴力磁耦合场作用下的磁致伸缩和磁滞回线
4.2.4 弹性模量的各向异性与阻尼性能
4.2.5 路径效应
4.2.6 擦除特性
4.2.7 同余特性
4.3 铁磁固体材料的多场耦合断裂实验
4.3.1 磁场下的三点弯断裂实验
4.3.2 磁场下的维氏压痕实验
4.4 本章小结
第5章 磁致伸缩材料的唯象本构模型
5.1 标准平方型本构
5.1.1 热力学本构方程的推导
5.1.2 材料参量及本构方程中系数的确定
5.1.3 理论与实验结果对比
5.2 双曲正切型本构
5.2.1 本构方程的推导
5.2.2 理论与实验结果对比
5.3 基于畴转密度的唯象本构
5.3.1 畴转密度概念
5.3.2 本构方程的推导
5.3.3 理论与实验结果对比
5.4 基于J2流动理论的唯象本构模型I
5.4.1 基本假设
5.4.2 本构方程的推导
5.4.3 一维本构模型
5.4.4 理论与实验结果对比
5.5 基于J2流动理论的唯象本构模型II
5.5.1 基本假设
5.5.2 本构方程的推导
5.5.3 一维本构模型
5.5.4 理论与实验结果对比
5.6 基于内变量理论的各向异性唯象本构模型
5.6.1 初始力磁耦合屈服面测量
5.6.2 基本方程
5.6.3 唯象本构理论框架
5.6.4 定向多晶Terfenol-D的唯象本构模型
5.7 本章小结
第6章 磁致伸缩材料的畴变本构模型
6.1 磁致伸缩的物理机制
6.2 各向异性磁畴旋转模型
6.2.1 磁畴旋转本构模型的推导
6.2.2 非滞后各向异性磁畴旋转模型
6.2.3 滞后各向异性磁畴旋转模型
6.2.4 基于磁畴旋转机制的力磁热耦合本构模型
6.3 磁畴翻转模型
6.3.1 基本假设与磁畴的类型
6.3.2 磁畴翻转能量准则
6.3.3 材料参数的确定
6.3.4 宏观本构关系
6.3.5 理论与实验结果对比
6.4 本章小结
第7章 磁致伸缩材料的磁弹性耦合断裂力学
7.1 磁致伸缩材料的磁弹性耦合断裂
7.1.1 基本方程及问题的描述
7.1.2 问题的求解
7.1.3 裂纹尖端场
7.1.4 能量释放率
7.1.5 应变能密度因子
7.1.6 小结
7.2 含裂纹磁致伸缩材料的线性磁化模型
7.2.1 软磁材料中椭圆夹杂附近磁感应强度的分布
7.2.2 磁体力和磁面力
7.2.3 问题的复势表示及问题的解
7.2.4 细长椭圆裂纹尖端应力场
7.2.5 结果讨论
7.2.6 小结
7.3 小范围理想饱和磁化断裂模型
7.3.1 磁化饱和区的大小和位置
7.3.2 磁化饱和区的磁性场分布
7.3.3 应力场的叠加法
7.3.4 应力场的求解
7.3.5 理论与实验结果对比
7.3.6 小结
第8章 软磁材料的磁弹性耦合断裂力学
8.1 线性模型分析软磁裂纹问题
8.1.1 软磁线性磁弹性理论
8.1.2 各向异性裂纹解
8.1.3 各向同性裂纹解
8.2 软磁体平面中心裂纹的非线性分析
8.2.1 基本理论
8.2.2 磁弹性平面问题的复势解
8.2.3 磁弹性中心裂纹问题
8.2.4 耦合场的解
8.2.5 裂尖场的分析与讨论
8.3 本章小结
第9章 铁磁复合材料的细观力学理论
9.1 压磁夹杂的Green函数方法
9.2 压磁夹杂的等效夹杂方法
9.2.1 夹杂的弹性问题
9.2.2 夹杂的磁学问题
9.3 压磁复合材料的有效磁弹性质
9.3.1 稀疏解
9.3.2 Mori-Tanaka解
9.3.3 数值结果分析
9.4 磁致伸缩材料的有效性质
9.4.1 磁致伸缩的基本方程
9.4.2 磁致伸缩复合材料的等效弹性模量
9.4.3 磁致伸缩复合材料的等效磁致伸缩
9.4.4 理论与实验结果比较
9.5 本章小结
第10章 铁磁相变材料的变形理论
10.1 简单的唯象磁致应变模型
10.1.1 应变的表示方法
10.1.2 相变动力学公式
10.1.3 单一磁化曲线假设
10.2 理论与实验结果对比
10.3 本章小结
第11章 铁磁固体结构力学分析
11.1 磁力耦合理论和变形体磁力表达
11.1.1 磁力的基本模型
11.1.2 典型实验
11.1.3 理论模型
11.1.4 问题的提出
11.1.5 变形体磁场作用力的推导
11.1.6 小结及讨论
11.2 铁磁板在纵向磁场中的振动分析
11.2.1 铁磁板纵向磁场振动问题
11.2.2 变形后的磁场分布
11.2.3 板变形状态的磁力
11.2.4 振动问题的求解
11.2.5 振动实验
11.2.6 小结及讨论
参考文献
附录A 各向同性磁弹性系数张量
附录B 本构矩阵中的各个系数
附录C 线性磁化裂纹尖端位移与面力公式中的系数
附录D 复势函数在边界圆两侧的跳变条件中的系数
京公网安备 11010102004214号