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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 4/2007

01.04.2007

Periodic Inclusion—Matrix Microstructures with Constant Field Inclusions

verfasst von: Liping Liu, Richard D. James, Perry H. Leo

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 4/2007

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Abstract

We find a class of special microstructures consisting of a periodic array of inclusions, with the special property that constant magnetization (or eigenstrain) of the inclusion implies constant magnetic field (or strain) in the inclusion. The resulting inclusions, which we term E-inclusions, have the same property in a finite periodic domain as ellipsoids have in infinite space. The E-inclusions are found by mapping the magnetostatic or elasticity equations to a constrained minimization problem known as a free-boundary obstacle problem. By solving this minimization problem, we can construct families of E-inclusions with any prescribed volume fraction between zero and one. In two dimensions, our results coincide with the microstructures first introduced by Vigdergauz,[1,2] while in three dimensions, we introduce a numerical method to calculate E-inclusions. E-inclusions extend the important role of ellipsoids in calculations concerning phase transformations and composite materials.

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Metadaten
Titel
Periodic Inclusion—Matrix Microstructures with Constant Field Inclusions
verfasst von
Liping Liu
Richard D. James
Perry H. Leo
Publikationsdatum
01.04.2007
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 4/2007
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-006-9019-z

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