一种电磁材料层状壳体电磁弹耦合仿真模拟方法

摘要

本发明提供了一种电磁材料层状壳体电磁弹耦合仿真模拟方法，利用Hamilton扩展原则建立含电-磁-弹耦合效应的三维能量方程；基于变分渐近法将三维能量渐近扩展为系列二维递归能量，并利用壳体固有的小参数渐近修正二维递归能量中主导变分项，从而得到与原三维能量尽可能接近的修正模型，并转换为工程常用的Reissner-Mindlin模型形式；基于得到的二维全局响应和各阶翘曲函数推导了三维场变量重构关系。该模型不需先验性假设，可准确预测多场作用下结构的电磁弹耦合性能，计算量小，计算效率高于高阶层合理论和三维有限元解，占用计算机资源少。

主权项

一种电磁材料层状壳体电磁弹耦合仿真模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：1）基于Hamilton原则和旋转张量分解概念建立电磁材料层状壳体中含电‑磁‑弹耦合效应的三维能量方程；2）基于渐近变分法将三维能量方程降维分析得到二维能量泛函，并利用电磁材料层状壳体中固有的小参数渐近修正二维能量泛函中含翘曲项的主导变分项，得到修正模型，并将其转换为Reissner‑Mindlin模型形式；3）基于推导的三维场重构关系，利用Reissner‑Mindlin模型分析得到的二维壳面的全局响应和降维分析得到的翘曲函数重构场变量沿厚度方向分布，由本构关系重构三维应力、电位移、磁感应势，对电磁材料层状壳体电磁弹耦合进行仿真模拟。