Моделирование магнитострикционных деформаций в мягких магнитных эластомерах
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2009.2.2.15Ключевые слова:
мягкие магнитные эластомеры, магнитореологические эластомеры, магнитострикция, моделирование деформацийАннотация
Обсуждается природа магнитострикции мягкого магнитного эластомера - удлинение/сжатие образца при намагничивании однородным магнитным полем в отсутствие механической нагрузки. Качественный анализ свидетельствует, что внешнее поле оказывает на среду двоякое действие, причем один из механизмов стрикции проявляется на макроскопическом масштабе, а другой - на мезоскопическом. При этом последний, структурный, механизм магнитострикции существенно зависит от особенностей ближнего порядка пространственного расположения магнитных частиц в эластомерной матрице. В доказательство этого утверждения выполнено численное моделирование поведения систем магнитных частиц в упругом двумерном массиве при намагничивании. Показано, что именно наличие/отсутствие многочастичных кластеров приводит к разнице и в знаке, и в величине магнитострикции у материалов, в остальном одинаковых по составу.
Скачивания
Библиографические ссылки
Алексеев А.Г., Корнев А.Е. Магнитные эластомеры. - М.: Химия, 1987. - 240с.
Zrínyi M., Barsi L., Büki A. Deformation of ferrogels induced by nonuniform magnetic fields // J. Chem. Phys. - 1996. - V. 104, N. 21. - P. 8750-8756. DOI
Никитин Л.В., Миронова Л.С., Степанов Г.В., Самусь А.Н. // Высокомол. соед. Сер. А. - 2001. - Т. 43, № 4. - С. 698-706.
Mitsumata T., Ikeda K., Gong J.P., Osada Y., Szabo D., Zrinyi M. Magnetism and compressive modulus of magnetic fluid containing gels // J. Appl. Phys. - 1999. - V. 85, N. 10. - P. 8451-8455. DOI
Shen Y., Golnaraghi M.F., Heppler G.R. Experimental research and modeling of magnetorheological elastomers // J. Intelligent Materials Systems and Structures. - 2004. - V. 15, N. 1. - P. 27-35. DOI
Farshad M., Benine A. Magnetoactive elastomer composites // Polymer Testing. - 2004. - V. 23, N. 3. - P. 347-353 DOI
Farshad M., Le Roux M. Compression properties of magnetostrictive polymer composite gels // Polymer Testing. - 2005. - V. 24, N. 2. - P. 163-168. DOI
Lattermann G., Krekhova M. Thermoreversible ferrogels // Macromolecules: Rapid Communications. - 2006. - V. 27, N. 16. - P. 1373-1379. DOI
Ginder J.M., Clark S.M., Schlotter W.F., Nichols M.E. Magnetostrictive phenomena in magnetorheological elastomers // Int. J. Modern. Phys. B. - 2002. - V. 16, N. 17-18. - P. 2412-2418. DOI
Raikher Yu.L., Stolbov O.V. Magnetodeformational effect in ferrogel samples // J. Magn. Magn. Mater. - 2003. - V. 258-259. - P. 477-479. DOI
Райхер Ю.Л., Столбов О.В. Деформационное поведение эллипсоидального образца феррогеля в однородном магнитном поле // Прикл. механика и техн. физика. - 2005. - № 3. - С. 153-164.
Gollwitzer C., Turanov A, Krekhova M., Lattermann G. Measuring the deformation of a ferrogel sphere in a homogeneous magnetic field // J. Chem. Phys. - 2008. - V. 128, N. 16. - Art.no. 164709-5. DOI
Kankanala S.V., Triantafyllidis N. On finitely strained magnetorheological elastomers // J. Mech. Phys. Solids. - 2004. - V. 52, N 12. - P. 2869-2908. DOI
Davies L.C. Model of magnetorheological elastomers // J. Appl. Phys. - 1999. - V. 85, N. 6. - P. 3348-3351. DOI
Jarkova E., Pleiner H., Müller H.W., Brand H.R. Hydrodynamics of isotropic ferrogels // Phys. Rev. E. - 2003. - V. 68, N. 4. - Art. no. 041706-8. DOI
Bohlius S., Brand H.R., Pleiner H. Macroscopic dynamics of uniaxial magnetic gels // Phys. Rev. E. - 2004. - V. 70, N. 6. - Art. no. 061411-10. DOI
Morozov K., Shliomis M., Yamaguchi H. Magnetic deformation of ferrogel bodies: Procrustes effect // Phys. Rev. E. - 2009. - V. 79, N. 4. - Art. no. 040801(R)-4. DOI
Zhou G.Y. Shear properties of a magnetorheological elastomer // Smart Materials and Structures. - 2003. - V. 12, N. 2. - P. 139-146. DOI
Borcea L., Bruno O. On the magneto-elastic properties of elastomer-ferromagnet composites // J. Mech. Phys. Solids. - 2001. - V. 49, N 12. - P. 2877-2919. DOI
Dorfmann A., Ogden R.W. Nonlinear magnetoelastic deformations // Quart. J. Mech. Appl. Math. - 2004. - V. 57, N. 4. - P. 599-622. DOI
http://www.freefem.org/ff++/index.htm (дата обращения: 10.06.2009).
Shkel Yu.M., Klingenberg D.J. Electrostriction of polarizable materials: Comparison of models with experimental data // J. Appl. Phys. - 1998. - V. 83, N. 12. - P. 7834-7843. DOI
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2009 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.