Ni2MnGa铁磁形状记忆合金力—磁耦合有限元分析.pdf

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1、Ni2MnGa铁磁形状记忆合金力．磁耦合有限元分析Magneto--mechanicalCouplingBehaviorsofNi2MnGaFerromagneticShapeMemoryAlloybyUsingFiniteElementAnalysis姓2014年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人

2、完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：寸凯驯垆年石月，7日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保

3、密学位论文作者签名：-4凯pI斗年(月7日指导教师签名：篆移岛≯肿年6月7自江苏大学硕士学位论文摘要铁磁形状记忆合金作为一种新型的多功能材料，兼具大输出应变和高响应频率等综合特性，成为智能材料领域的研究热点之一。本论文以代表性的单晶Ni2MnGa合金为研究对象，对其力．磁耦合行为进行了有限元理论分析和数值模拟。主要研究内容如下：首先，利用哈密顿变分原理，对于已有的细观力学本构模型进行有限元离散化分析，推导出马氏体变体再取向时本构模型的准静态等温增量有限元公式，该方程式建立了磁矢势和力位移之间的耦合关系。其次，利用有限元分析软件ANSYS和编程软件FORTRAN，基于所建立的准

4、静态等温增量有限元公式，进行有限元分析，编写有限元子程序，分析在力一磁耦合作用时，单晶Ni2MnGa铁磁形状记忆合金马氏体变体再取向时的力学行为。并将有限元的数值计算结果与实验数据相比较，吻合好，该程序可以很好地描述力．磁耦合作用时铁磁形状记忆合金的力学行为。关键词：铁磁形状记忆合金、有限元分析、力一磁耦合、本构模型、力学行为Ni2MnGa铁磁形状记忆合金力一磁耦合有限元分析ABSTRACTFerromagneticshapememoryalloyisanewfunctionalmaterialwithlargemagnetic-fieldinducedstrainandhi

5、曲frequency．Itisoneofthefocusesinthefieldofsmartmaterials．ThispapertakesrepresentationalsinglecrystalNi2MnGaalloyastheresearchobject．Thefiniteelementanalysisandnumericalsimulationsonthemagneto-mechanicalcouplingbehaviorsofFSMAsareconducted．Themainworksaleasfollows．Firstly,basedonanexistingmi

6、cromechanicsconstitutivemodelofNi-Mn-Gasinglecrystals，aquasi—staticisothermalformulationofincrementalfiniteelementisderivedbyusingtheHamilton’Svariationalprinciple．Thisequationsetsupthecouplingrelationbetweenmagneticvectorpotentialandmechanicaldisplacement．Secondly,basedontheaboveincrementa

7、lequation，weanalyzethemechanicalbehaviorsofNi2MnGaunderthemagneto-mechanicalcouplingbyusingANSYSsoftwareandthewritingfiniteelementsubroutine．Thesimulationresultsshowgoodagreementswiththeexperimentaldata．Themechanicalbehaviorsofthematerialobtainagooddescr