МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕЛ ИЗ АНИЗОТРОПНЫХ НАМАГНИЧИВАЮЩИХСЯ ЭЛАСТОМЕРОВ
Автор: Дмитрий Игоревич Меркулов
Организация: НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва
В работе экспериментально исследованы магнитные свойства анизотропных намагничивающихся эластомеров (АНЭ) по измерению степени искажения приложенного однородного магнитного поля поверхностью тела (ранее магнитные свойства АНЭ исследовались силовым методом [1,2]). Цилиндрические образцы АНЭ помещались в вертикальное однородное магнитное поле катушек Гельмгольца сначала с вертикально ориентированным вектором анизотропии, затем с горизонтально ориентированным. С помощью датчика Холла измерялась напряженность магнитного поля в верхней точке горизонтально расположенных образцов. Аналитически получены формулы для распределения в окрестности цилиндрического тела неоднородного магнитного поля, индуцированного поверхностью тела в приложенном однородном поле. Путем подстановки в данные формулы экспериментальных значений величины искаженного поля определялись магнитные параметры материала, в частности, зависимости магнитной проницаемости и параметра магнитной анизотропии от напряженности магнитного поля для различных концентраций феррочастиц. Проведено сравнение с результатами выполненных по той же методике измерений магнитной проницаемости образцов изотропных намагничивающихся эластомеров с той же концентрацией частиц.
Также экспериментально исследована сила взаимодействия двух сферических тел из АНЭ в однородном магнитном поле в зависимости от ориентации вектора анизотропии в телах. Сконструирована экспериментальная установка, создающая постоянное однородное магнитное поле, направленное под необходимым углом, внутри которой располагалась конструкция, позволяющая шарнирно закрепить сферические тела на фиксированном расстоянии друг от друга и установить тензометрический динамометр, измеряющий силу взаимодействия тел (см. Рис.). Получены зависимости продольной и перпендикулярной компонент силы взаимодействия тел от угла наклона вектора анизотропии. Написана компьютерная программа для расчета силы взаимодействия двух анизотропных намагничивающихся сферических тел при известных параметрах задачи, полученных в результате исследования магнитных свойств. Проведено сравнение с силой взаимодействия аналогичных изотропных тел. Определена оптимальная конфигурация направлений однородного магнитного поля и векторов анизотропии для получения максимальной величины магнитной силы взаимодействия тел.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-71-00014.
1. Demin A.A., Merkulov D.I., Pelevina D.A., Kalmykov S.A., Naletova V.A. Determination of parameters of anisotropic magnetizable elastomer // Magnetohydrodynamics. 2019. Vol. 55. № 3. P. 347–352.
2. Демин А.А., Меркулов Д.И., Пелевина Д.А., Турков В.А., Налетова В.А. Определение параметров модели анизотропного намагничивающегося эластомера // Сборник научных трудов 18ой Международной Плесской конференции по нанодисперсным магнитным жидкостям. 2018. С. 158–165.
