ТЕЛА ИЗ АНИЗОТРОПНЫХ НАМАГНИЧИВАЮЩИХСЯ ЭЛАСТОМЕРОВ В НЕОДНОРОДНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ
Автор: Дмитрий Игоревич Меркулов
Соавторы: Пелевина Д.А.
Организация: Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова
Намагничивающиеся эластомеры (НЭ) – это дисперсные среды, состоящие из упругой полимерной матрицы и распределенных в ее объеме ферромагнитных микро- или наночастиц. Если при изготовлении НЭ феррочастицы выстроятся в цепочки или ориентируются осями легкого намагничивания вдоль некоторого направления, то такой материал приобретет анизотропные свойства. Магнитные свойства анизотропных намагничивающихся эластомеров (АНЭ) экспериментально исследованы в работе [1].
В работе рассматривается движение сферического тела из АНЭ под действием неоднородного магнитного поля, ранее теоретически изученное в [2]. В начальный момент времени тело располагалось на оси электромагнитной катушки (Рис. 1) и при включении тока двигалось вбок по наклонной плоскости (Рис. 2) с возможным последующим отрывом от нее (либо остановкой на плоскости в положении равновесия) под действием горизонтальной составляющей магнитной силы и момента магнитных сил.
Кроме того, в данной работе исследовано движение маятника с закрепленным на его конце сферическим телом из АНЭ в неоднородном магнитном поле. Жесткая фиксация тела на стержне маятника позволяет исключить из рассмотрения момент магнитных сил и зарегистрировать боковое отклонение тела только под действием горизонтальной составляющей магнитной силы.
Построены траектории тел при различных токах в катушке. Показано, что в зависимости от величины тока свободное тело из АНЭ может занять положение равновесия на наклонной плоскости либо оторваться от нее, а маятник отклоняется от начального положения равновесия под действием горизонтальной составляющей магнитной силы. Построены математические модели движения тел и проведены численные расчеты на основе параметров эксперимента. Получено качественное соответствие теоретических и экспериментальных результатов.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 20-71-10002, https://rscf.ru/project/20-71-10002/.
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, No. 3, pp. 347-352.
2. Меркулов Д.И., Пелевина Д.А., Турков В.А., Налетова В.А., Движение в поле витка с током тела из анизотропного намагничивающегося эластомера с учетом взаимодействия с наклонной поверхностью // Вестник Московского университета. Серия 1: Математика. Механика, 2023, № 1, С. 39-44.
