随着科学技术的不断进步和社会经济的飞速发展,人类社会对重要的缺陷敏感结构或大型大跨复杂工程结构的使用性能与安全性的要求也日益严格,而上述结构在其服役期内,由于受到设计荷载以及各种其它突发因素的作用,结构将不可避免地发生损伤,使得结构的健康状况不断恶化,从而威胁整个结构的正常使用和安全。因此,为了保证工程结构的正常使用和安全,需对结构的健康状况进行实时在线检测或监测,以便尽可能早地发现结构隐含的缺陷或损伤,并且采取必要的防范和修复措施,否则将有可能导致灾难性的后果发生。这样,如何准确进行结构构件实时受力状况的直接测试与监测,就成为判定结构设计合理乃至安全与否的重要判据,同时也是一个亟待解决的前沿性研究课题。本文以此为研究背景,以铁磁材料为研究对象,其主要研究内容如下: 根据铁磁学的相关理论,系统分析了铁磁材料的磁畴结构。同时根据能量最小原理,从理论上分析了磁畴结构存在的微观机理以及影响磁畴结构运动、变化的主要因素,得出了应力的存在将影响磁畴的形状、大小和搭配方式等结论。 从铁磁晶体的微观机理出发,研究了应力对磁畴和磁畴壁的影响,发现应力影响磁畴结构的本质是由于应力的作用使得铁磁晶体增加了应力能和磁弹性能,体系为了达到新的平衡,导致了磁畴结构变化,并研究了应力与铁磁晶体磁特性之间的基本规律。 通过磁畴理论,从能量的角度入手,唯象地说明了磁化的应力敏感性。然后建立了铁磁材料磁导率同应力关系的数学模型,并且根据热力学定律推导了磁导率与应力之间的相关关系。这些研究工作为进一步研究和工程应用奠定了理论基础。