马丢方程解的稳定性在薄板磁弹性稳定性分析中的应用

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随着现代高新科技的发展,板、壳等结构元件处于电磁弹性系统中的情况已是屡见不鲜,当没有机械约束时,系统至少存在一个不稳定的运动模态,而存在约束时,当电流和磁场达到某一个临界值后,系统将发生屈曲。因此,薄板、薄壳等的磁弹性稳定问题分析是一个重要的理论和应用问题,它直接影响系统运行的安全性和可靠性。  论文在分析和总结前人对载流线圈及载流杆件的稳定性研究成果的基础上,引入特殊函数对在交变磁场和机械载荷耦合作用下的载流矩形薄板的稳定性问题进行了研究。主要内容如下:  首先,简要介绍了磁弹性稳定问题的国内外研究现状及实用价值,稳定性分析理论、稳定性判别准则及相关的数学基础知识。  其次,通过理论推导给出了载流薄板的磁弹性非线性动力学方程、物理几何方程、洛仑兹力表达式、电动力学方程。并在此基础上,得出了载流薄板在交变磁场和机械载荷共同作用下的磁弹性动力稳定方程。应用Galerkin原理将稳定性方程整理为特殊函数马丢方程的标准形式,并利用马丢方程稳定区域与非稳定区域的分界,即马丢方程系数的本征值关系得出了磁弹性失稳临界状态的判别。  最后,通过具体算例,得出了载流薄板在三边简支一边自由、四边简支、四边固定、对边简支对边固定四种边界条件下的磁弹性动力稳定方程以及失稳临界状态时相关参量之间的关系曲线,并对其变化规律进行了分析讨论。
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