ОСОБЕННОСТИ ДВИЖЕНИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АНИЗОТРОПНЫХ НАМАГНИЧИВАЮЩИХСЯ ТЕЛ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
Автор: Дмитрий Игоревич Меркулов
Соавторы: Пелевина Д.А.
Организация: НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова
В статье [1] получена формула для силы, действующей на тело из анизотропного намагничивающегося эластомера (АНЭ) в неоднородном магнитном поле. В предлагаемой работе исследуется движение сферических тел из АНЭ, расположенных на наклонной плоскости (см. Рис. а) либо жестко закрепленных на свободном конце маятника, под действием поля электромагнитной катушки. В экспериментах обнаружено отклонение сферических тел из АНЭ от вертикальной оси катушки при движении по наклонной плоскости. При этом в зависимости от тока в катушке и угла наклона плоскости возможны четыре режима движения: тело не движется, тело движется по плоскости и останавливается на ней, тело движется по плоскости и затем всплывает, тело всплывает сразу при включении тока (см. Рис. б). Также обнаружено отклонение маятника с анизотропным телом на конце под действием неоднородного магнитного поля.
Кроме того, в работе рассматривается взаимодействие двух сферических анизотропных намагничивающихся тел в однородном магнитном поле. Получена и исследована сила, возникающая между такими телами, как сила взаимодействия двух диполей с магнитными моментами специального вида. Вычислены соответствующие магнитные моменты. Разработана компьютерная программа для расчета данной силы при различных магнитных полях, направлениях векторов ориентации анизотропии в телах и вектора, соединяющего центры сферических тел. Проведено сравнение теоретических значений сил взаимодействия двух анизотропных и аналогичных двух изотропных сферических намагничивающихся тел в однородном магнитном поле. С использованием сферических тел из АНЭ можно изготовить мобильные роботы, аналогичные рассмотренным в [2].
Исследование выполнено за счет гранта РНФ № 20-71-10002, https://rscf.ru/project/20-71-10002/. Автор выражает благодарность профессору Налетовой В.А. и доценту Туркову В.А. за участие в данном исследовании.
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. Merkulov D.I., Pelevina D.A., Turkov V.A., Vinogradova A.S., Naletova V.A. Mobile robots with magnetizable materials in alternating uniform inclined magnetic fields // Acta Astronautica. 2021. Vol. 181. P. 579–584.
