A research method of magnetic memory signal characteristics belongs to the field of magnetic memory signal detection in ferromagnetic materials, especially a method of studying the characteristics of magnetic memory signals based on FLAPW algorithm. The present invention includes the following steps: Step 1): the establishment of a magneto model; step 2): the use of the FLAPW full potential linear adding plane wave method, and the calculation of the accuracy of the model charge density and the part of the atomic magnetic moment.
【技术实现步骤摘要】
一种磁记忆信号特征研究方法
本专利技术属于铁磁性材料的磁记忆信号检测
,尤其涉及一种基于FLAPW算法的磁记忆信号特征研究方法。
技术介绍
管道运输是国际油气运输主要方式之一,具有运量大、不受气候和地面其他因素限制、可连续作业以及成本低等优点。油气长输管道的安全维护是管道运营的核心问题。从近年来管道事故的分析来看,新建管道事故频发,此时没有完全形成管体的宏观缺陷。常规的无损检测技术如磁粉、漏磁、涡流和渗透等,在管道的缺陷监测、事故预防等方面发挥了重要的作用,但只能发现已成形的宏观体积缺陷,无法对因施工、焊接、地基沉降、介质内压、热膨胀等因素造成的尚未成形体积缺陷的应力集中区域实施有效的评价,从而无法避免由于应力损伤而引发的突发性事故。应力集中是油气长输管道发生突发性事故的重要原因;尤其是新建管道在制管和施工过程中存在大量应力集中区域,有些应力集中区域已经达到临界屈服点,导致管道投产后突发性事故的发生。磁记忆法可以有效判断铁磁性金属构件的应力集中区域,但是牛顿力学和麦克斯韦方程都没有关于力磁耦合的详细阐述,磁记忆信号的力磁耦合机理尚无统一定论,针对磁记忆信号的算法也是该领域的瓶颈问题。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题,提供一种基于FLAPW算法的磁记忆信号特征研究方法。为实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案,本专利技术包括以下步骤:步骤1):建立磁力学模型铁磁性构件在外力作用下达到屈服极限的过程是电子壳层从未被充满到一半到电子壳层充满过一半的过程,该过程中总动量矩量子数表示为:其中,J为总动量矩量子数,L为轨道总动量矩,S为总自旋矩,n为电子 ...
【技术保护点】
1.一种磁记忆信号特征研究方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1):建立磁力学模型铁磁性构件在外力作用下达到屈服极限的过程是电子壳层从未被充满到一半到电子壳层充满过一半的过程,该过程中总动量矩量子数表示为:
【技术特征摘要】
1.一种磁记忆信号特征研究方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1):建立磁力学模型铁磁性构件在外力作用下达到屈服极限的过程是电子壳层从未被充满到一半到电子壳层充满过一半的过程,该过程中总动量矩量子数表示为:其中,J为总动量矩量子数,L为轨道总动量矩,S为总自旋矩,n为电子数,N为总粒子数;由式(1)可知电荷密度分布能表征总动量矩的变化;根据铁磁物体的回转磁效应,物体的总磁矩和总动量矩有以下关系:其中,M为材料的磁化强度,g为回转磁比率为常数,e=4.8025×10-10C.G.S.静电单位,m=9.1066×10-28克,为电子的静止质量,c=3×1010厘米/秒,为光速;由式(2)得出,构件的总动量矩与总磁矩成正比关系;铁磁性材料的磁性由地磁场磁记忆信号以及材料自身的磁性组成,即:其中,B0=μ0H表示地磁场磁记忆信号强度,B1=μ0M表示材料本身磁记忆信号强度,μ0表示真空磁导率,H为磁场强度,M为材料的磁化强度;将式(2)代入式(3),铁磁性材料的磁记忆信号表示为:结合公式(3)~(4),总动量矩与原子磁矩的关系表示为:由公式(4)~(5)得出,总动量矩、原子磁矩与磁记忆信号的相关性;研究电荷密度、总动量矩与磁记忆信号的关系,进而研究外力作用下的磁力学关系,根据Kohn‐Sham方程,在有外力作用的情况下的单电子薛定谔方程为:其中,p是有效玻尔磁子数,反映了电子自旋运动和轨道运动情况,ψ为波函数,E是系统能量函数;Veff为外力有效势,式(6)表征总动量矩外场作用势的对应关系;式(6)中的外力有效势Veff(r)表示为:其中,V(r)为外场作用势、Vc(r)为库伦势和交换关联势Vxc(r),Exc[ρ(r)]表示交换关联能,电子密度分布函数ρ(r),r表示电子坐标;式(7)可表征电荷密度与外力作用的直接联系;由公式(4)~(7)得出,在外力作用下,随着应力增加,电子壳层充满程度影响材料电荷密度分布,引起总动量矩和原子磁矩的变化,导致系统磁特性发生改变;通过构造波函数ψ,求解式(6)中的电荷密度分布以及原子磁矩的变化,研究铁磁性材料在外力场作用下的磁力学特性;步骤2):...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘斌,何璐瑶,任建,
申请(专利权)人:沈阳工业大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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