复合多铁性圆柱磁-电-机耦合响应的本构建模
应用物理
2021-05-24 v1
摘要
应变介导的多铁性复合结构因低功耗以及在材料与几何选择上更具灵活性的前景而受到科学界与技术界的关注。本文在径向磁场作用下，对由两个机械结合的同心圆柱组成的复合多铁性圆柱的直接磁电耦合系数（DME）进行了解析建模。分析框架强调了剪切滞后与退磁对整体性能的影响。分析证明剪切滞后效应对DME无影响，因为其因复合圆柱上施加的约束条件而对诱导径向位移无作用。退磁效应也作为所施加机械边界条件、复合圆柱几何尺寸以及在内压磁与外压电圆柱界面引入薄弹性层的函数被充分考量。结果表明，退磁效应对DME系数产生了70%至86%的不利影响。为补偿因退磁存在导致的峰值DME系数降低，开展了无量纲几何分析以确定对应于最大DME的几何属性。观察到峰值DME系数几乎不受复合圆柱内半径变化的影响，而当压电圆柱厚度约为复合圆柱总厚度的60%时其接近最大值。后一结论对所有考虑的边界条件均成立。
引用
@article{arxiv.2105.09862,
title = {Constitutive Modeling of the Magneto-electromechanical Response of Composite Multiferroics Cylinders},
author = {Somer Nacy and George Youssef},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.09862},
year = {2021}
}