과학연구

유연강자성재료에서 자기-탄성결합효과

 2021.3.23.

경애하는 김정은동지께서는 다음과 같이 말씀하시였다.

《대학에서는 사회주의강국건설에서 나서는 리론실천적, 과학기술적문제들을 원만히 해결하며 기초과학부문을 발전시키고 첨단과학기술분야를 개척하는데 중심을 두고 과학연구사업을 진행하여야 합니다.》

극소형전기장치로부터 대형전기기계에 이르기까지 새로운 전기기계와 장치들에 대한 수요는 경제와 기술의 발전과 함께 나날이 높아지고있다. 이러한 기계설비와 장치들의 사용과정에는 진동과 소음이 발생하는데 그 중요한 리유의 하나가 리용되는 유연강자성재료들의 자기변형때문이다. 자기변형은 유연강자성재료에서의 복잡한 자기-응력결합효과로 하여 자기마당과 예비응력에 따라 강한 비선형성을 나타낸다. 자기-응력결합에서의 이러한 비선형상태관계식을 정확히 서술하기 위하여서는 합리적인 모형을 수립하는것이 절실히 요구된다. 또한 자기-응력결합효과를 정확히 나타내기 위하여 자기-탄성이 결합된 상태관계식을 연구하는것은 자기비파괴검사에서 리론적기초로도 된다.

그러므로 자기-탄성이 결합된 여러가지 상태방정식들에 대하여 많은 나라의 물리학자들과 력학자들이 광범히 연구하고있다. 그러나 대부분의 연구들이 일반강자성재료에서 자기-탄성결합에 대하여 진행되였으며 이에 비하면 유연강자성재료에서 자기-탄성결합에 대한 연구는 많이 진행되지 못하였다. 그 리유는 유연강자성재료에서는 자기변형이 작으면서도 보다 복잡한 비선형자기탄성결합특성이 나타나는것과 많이 관련된다.

우리는 탈자마당의 영향을 고려하면서 자기마당과 예비응력을 받는 강자성재료에서의 강한 비선형성을 나타낼수 있는 일반화된 자기-탄성이 결합된 상태모형에 대한 연구를 진행하여 많은 전진을 이룩하였다.

우리는 큰 자기변형재료에서 실험자료에 보다 근사되는 높은 정확도를 가지면서도 응력함수의 거꿀함수를 포함하지 않는 모형에 대한 연구를 심화시키였다. 이로부터 자기관계식을 일반상태모형으로부터 쉽게 재구성할수 있는것으로 하여 공학실천에서 쉽게 리용될수 있는 모형을 수립하였다.

모형으로는 자기-력학특성에 대한 탈자마당의 영향을 반영하면서 양그률과 상대유자률에 대한 자기마당과 예비응력의 영향을 정확히 나타낼수 있다. 또한 모형은 명백한 양적자화관계식과 예비응력의 작용형태에 대한 수학적표시에서 토막함수를 리용하지 않은것으로 하여 이전 모형들보다 훨씬 간결하고 편리하다. 우리의 연구결과는 ELSEVIER출판사에서 발간하는 잡지 "Journal of Magnetism and Magnetic Materials"에 "A general nonlinear magneto-elastic coupled constitutive model for soft ferromagnetic materials"의 제목으로 출판되였다.

앞으로 우리는 개발된 모형에 기초하여 유연강자성재료에 미시공극이나 손상, 균렬이 존재하는 경우 그것이 자기-탄성결합에 미치는 영향을 밝히기 위한데로 연구를 심화시키려고 한다.