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微磁学相场模型的几何一致增量变分公式。 (英语) Zbl 1354.74196号

摘要:磁性材料在工业中的应用领域越来越广泛,从变压器、电机、发电机的磁芯到磁致伸缩致动器和传感器中的记录设备和组件。这里我们将重点放在此类材料的连续建模上,这些材料的磁性和机械特性之间存在固有耦合。这种耦合是由均匀磁化的微结构畴的存在和重排引起的。理解和有效模拟这些发生在微观尺度上的高度非线性和耗散机制是当前研究的一个重要挑战。我们提出了一种速率类型增量变分原理对于耗散微磁弹性模型。它描述了两者的准静态演化磁力驱动和机械驱动磁畴融入周围的自由空间该模型包含了文献中观察到和报告的特征尺寸效应。由耦合问题变分原理产生的相关欧拉方程与Landau-Lifschitz方程一致,其中包含描述磁化时间演化的Landau-Llifschitz-Gilbert方程的阻尼项。一个特殊的挑战是在算法上保持磁化指向器场的几何约束,其大小保持不变。我们提出了一种新的有限元公式,用于基于变量的整体处理对称三场问题考虑机械位移、磁化指向矢和磁化诱导的磁势为主要场。这里,磁化指向器的几何特性通过非线性精确地保持在点方向上节点处的旋转更新数值模拟处理磁场和应力驱动加载过程中的畴壁运动,包括磁势向自由空间的延伸。

MSC公司:

74M25型 固体微观力学
74B05型 经典线性弹性
2015年1月74日 固体力学中的电磁效应
82D40型 磁性材料的统计力学
49S05号 物理学变分原理
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全文: 内政部

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