姚凯副教授课题组在固体力学顶级期刊International Journal of Mechanical Sciences发表一项重要研究成果
近期,在科技部、基金委和北京交通大学的支持下,我院姚凯副教授课题组在中科院一区TOP期刊International Journal of Mechanical Sciences发表一项重要研究成果,文章的第一作者为博士生王大鸾,通讯作者为姚凯副教授。我校作为第一作者单位和第一通讯单位。
该研究成果于2026年1月26日以“Magnetomechanical model for contact damage based on magnetic memory”为题,发表在International Journal of Mechanical Sciences上(DOI: 10.1016/j.ijmecsci.2026.111258)。论文基于金属磁记忆效应,提出了一种可以描述铁磁材料接触损伤问题的磁力学模型。
接触损伤在机械系统中普遍存在,严重威胁结构承载能力。金属磁记忆检测技术(Metal magnetic memory, MMM)作为一种新的无损检测技术可以评估材料的早期损伤,然而传统的磁力学模型不足以表征接触应力下铁磁性材料内部的磁化规律。为突破这一局限,我们提出了一种基于接触损伤的磁化机制以及相应的力磁模型。该模型通过修正的赫兹接触准则建立了接触区的力学模型,并引入趋近系数修正了接近定律,以应力功为纽带建立了接触区的磁化模型。该模型区别于传统的磁力学模型,从根本上解释了接触应力下各向同性材料的磁化机制。基于该模型开展的数值模拟能精准描述接触应力产生的空间漏磁场,数值模拟结果与实验结果高度吻合,验证了所提出模型的正确性。同时,提取了两种结果的磁信号切向分量峰谷值和法向分量峰峰值间距作为磁特征参数,通过建立两种磁特征参数与接触区的联系,发现两种磁特征参数可以表征接触区的损伤程度和损伤范围。该研究为金属磁记忆检测技术在接触损伤领域的研究提供了新的研究思路和理论支撑。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2026.111258
