磁致伸缩复合材料有效性能的变分渐近细观力学模型

钟轶峰^1,2，李潇^1,2，梅宝平^1,2，周小平^1,2

1. 重庆大学土木工程学院2. 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学)

摘 要：基于一种新颖的建模方法——变分渐近均匀化理论,建立了磁致伸缩复合材料的细观力学模型,以准确预测材料的有效属性和局部应力、磁通密度分布。从建立磁致伸缩复合材料的总磁焓入手,将总磁焓中的场变量精确解表示为平均值和波动函数之和。根据最小势能原理,利用细宏观尺度比作为小参数对约束条件下总磁焓求驻值（最小化）建立细观力学模型。为分析实际工程中的微观结构,利用有限元离散技术实现构建模型的数值模拟。CoFe₂O₄/环氧树脂复合材料数值算例结果表明:构建的模型可准确预测磁致伸缩复合材料的有效属性和局部场分布,并可扩展到其他多相复合材料的有效属性和局部场分析中。

关键词：磁致伸缩复合材料;细观力学;有限元;变分渐近法;均匀化;