مطالعه تجربی و تئوری تأثیر میدان مغناطیسی و تنش مکانیکی بر ضرایب ساختاری و رفتار مکانیکی-مغناطیسی ترفنل-دی
نویسندگان
1 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه رازی، کرمانشاه
doi
10.22034/ijme.2022.155983چکیده
ترفنل-دی به عنوان یک ماده دگررسان مغناطیسی، به دلیل قابلیت اعمال نیرو و جابجایی بزرگ، کاربرد زیادی در انواع عملگرها دارد. یکی از محدودیتهای اصلی ترفنل-دی، وابستگی ضرایب ساختاری آن از قبیل انطباق الاستیکی و دگررسانی مغناطیسی به تنش مکانیکی و شدت میدان مغناطیسی اعمالی است که پیشبینی رفتار عملگرها را دشوار میسازد. در مقاله حاضر، یک مدل تجربی-تحلیلی شامل تقریبهای خطی جهت پیشبینی ضرایب ساختاری مذکور ارائه شدهاست. در ابتدا با استفاده از یک مجموعه آزمایشگاهی، نمودارهای غیرخطی تنش-کرنش ترفنل-دی در مقادیر مختلف میدان مغناطیسی به دست آمدهاند و با تحلیل نتایج به دستآمده و نیز اعمال مدل خطی مغناطیسی-مکانیکی، ضرایب انطباق الاستیکی، دگررسانی مغناطیسی، تراوایی مغناطیسی و جفتشدگی محاسبه شدهاند. سپس، تقریبهای خطی ارائه شدهاند که میتوانند در هر شدت میدان مغناطیسی و تنها با در اختیار داشتن اطلاعات مربوط به سه مقدار تنش، ضرایب عملکردی ترفنل-دی را پیشبینی نمایند. محاسبه مقادیر تنش-کرنش با استفاده از تقریبهای خطی مذکور و مقایسه با نتایج تجربی اولیه، نشاندهنده دقت قابل قبول مدل ارائه شدهاست. در انتها نیز مدل پیشنهادی در شرایط کاری جدید و به منظور پیشبینی رفتار مکانیکی-مغناطیسی ماده مورد استفاده قرار گرفته و صحت سنجی شدهاست. مقایسه نتایج حاصل با نتایج تجربی نشاندهنده دقت بسیار خوب مدل ارائه شده میباشد، به نحوی که بیشترین خطا در محاسبه کرنش و شار مغناطیسی به ترتیب 3% و 4/3% به دست آمدهاند.
