【摘要】：塑性變形是金屬材料在應(yīng)力作用下產(chǎn)生損傷的早期階段,對其的有效檢測可預(yù)判危害的發(fā)生,實(shí)現(xiàn)設(shè)備破壞前的預(yù)警。針對金屬磁記憶檢測技術(shù),利用量子力學(xué)密度泛函理論建立鐵磁材料力磁耦合計(jì)算模型,采用原子軌道正交化線性組合法(Orthogonalized linear combination atomic orbitals,OLCAO)計(jì)算鐵磁晶體在應(yīng)力作用下的磁特性變化及磁記憶信號特征。結(jié)果表明:應(yīng)力作用引起晶體內(nèi)部電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其分布特征改變,導(dǎo)致體系能帶結(jié)構(gòu)和電子態(tài)密度分布發(fā)生變化,材料的磁特性發(fā)生改變,定量表現(xiàn)為原子磁矩隨應(yīng)力的增加而變化。拉應(yīng)力導(dǎo)致原子磁矩線性減小,壓應(yīng)力導(dǎo)致原子磁矩線性增大。當(dāng)金屬發(fā)生塑性變形時(shí),體系的磁矩均發(fā)生突變,應(yīng)力磁矩關(guān)系曲線出現(xiàn)拐點(diǎn),變化速度變慢,表現(xiàn)為磁記憶信號的特殊變化特征。通過鐵磁材料的拉伸及壓縮試驗(yàn),驗(yàn)證了理論計(jì)算結(jié)果的正確性。
[Abstract]:Plastic deformation is the early stage of damage of metal materials under stress. The effective detection of plastic deformation can predict the occurrence of damage and realize the forewarning of equipment failure. Based on the density functional theory of quantum mechanics, a magneto-mechanical coupling model for ferromagnetic materials is established. The magnetic properties of ferromagnetic crystals under stress and the characteristics of magnetic memory signals are calculated by using the (Orthogonalized linear combination atomic Orbitale OLCAO (atomic orbital orthogonalization linear combination method). The results show that the stress causes the changes of the electron motion state and its distribution characteristics in the crystal, the energy band structure and the electronic density of state distribution, and the magnetic properties of the materials. The quantitative expression is that the atomic magnetic moment changes with the increase of stress. The tensile stress leads to the linear decrease of the atomic magnetic moment and the compressive stress to the linear increase of the atomic magnetic moment. When the metal has plastic deformation, the magnetic moment of the system is abrupt, the curve of stress-magnetic moment is inflection point, and the change speed becomes slower, which shows the special variation characteristic of magnetic memory signal. The theoretical results are verified by tensile and compression tests of ferromagnetic materials.
【作者單位】： 遼寧石油化工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;沈陽工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：科技部國家重大儀表專項(xiàng)(2012YQ090175) 國家自然科學(xué)基金(61571308) 遼寧省教育廳科學(xué)研究(L2016009)資助項(xiàng)目
【分類號】：TG301

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本文編號：2151053