动态力电磁热耦合实验系统

电磁功能材料与器件经常工作在动态力电磁场环境中，提高电磁功能材料与结构的动态力学性能在实际应用中也具有十分重要的意义。但目前相关的电磁功能材料与结构的波动和振动实验成果很少，多场耦合动态加载与测量方法的技术瓶颈。申请人希望在多年工作的基础上，通过本项目的进行，开发研制出具有自主知识产权的动态力电磁热耦合实验系统，提高耦合加载的能力，拓展耦合加载的范围、提高准确度和灵敏度、拓宽频率和幅值范围、适用不同形状的样品的测试能力，在多场耦合动态实验方法与技术的研究和科学实验仪器与设备研究的两方面获得关键技术的突破，以满足力电磁热耦合条件下，涉及动态电磁场的复杂科学问题的研究和人才培养的需要，不仅对智能材料和结构物理力学性能表征以及相关功能器件的设计有着重要的应用价值，而且对智能材料的电磁物理性质及多场耦合非线性力学行为的基础研究提供实验手段具有重要的意义。

电磁功能材料在动态力电磁工作环境中的实验表征具有重要意义。本项目开发研制了具有自主知识产权的动态力电磁热耦合实验系统。设计研制了高频高幅值的动态磁场加载设备，通过电源电路板的分频段设计，谐振电容、负载线圈的优化设计等，解决了仪器工作稳定性、交变磁场测量精确性、高频信号抗干扰性等难题，实现了交变磁场在宽频域内的连续可调控制。设备产生的动态磁场达到了预期指标，能满足磁电材料的动态宽频域测试要求。另外，通过改进高温条件下的测量技术，避免了加热过程对应力和磁场加载的影响，保证了力磁热加载与信号测量的准确性。基于该力电磁热耦合实验系统，测试了磁电材料的动态谐振响应、谐波非线性响应，并研究了外力载荷对磁电材料的影响。该实验系统对智能材料力电磁热多场性能表征以及相关功能器件的设计有着重要的应用价值。