Влияние внешних электромагнитных полей на значение градиента скорости сдвига слоев магнитореологической рабочей среды

Автор: Найгерт Катарина Валерьевна, Целищев Владимир Александрович

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Рубрика: Расчет и конструирование

Статья в выпуске: 2 т.18, 2018 года.

Бесплатный доступ

Потребность в совершенствовании приводов машин и механизмов требует постоянного развития альтернативных приводных технологий, в ряду которых находятся магнитореологические, магнитодинамические и магнитожидкостные технологии. Магнитореологические, магнитодинамические и магнитожидкостные устройства за последние годы успели хорошо себя зарекомендовать, поэтому их дальнейшее развитие оценивается, как вполне рациональное решение. Перспективным инновационным направлением в приводных системах являются магнитореологические приводы комбинированного типа. В подобных приводных системах управление расходом магнитореологической рабочей среды осуществляется не только за счет изменения ее вязкости, но и посредством генерации реологических эффектов. Очевидно, что в комбинированных магнитореологических системах на магнитореологическую рабочую жидкость оказывается дополнительное стороннее сдвиговое воздействие. Это вызывает потребность пересмотра подхода к оценке вязкости рабочей среды в магнитореологических приводах комбинированного типа. При расчете и моделировании традиционных магнитореологических систем или магнитореологических систем комбинированного типа важной задачей является оценка вязкостных характеристик рабочей среды и прогнозирование возникновения в ней возможных реологических аномалий. В статье описывается методика моделирования вязкостных свойств магнитореологической рабочей среды. Отличительной особенностью предложенного метода является то, что он позволяет учитывать влияние внешних электромагнитных полей на градиент скорости сдвига слоев магнитореологической жидкости. В тексте представлены результаты численного моделирования, выполненные в пакете прикладных программ Matlab. Результаты компьютерного эксперимента показывают возможность предложенного метода оценивать влияние внешних полей на значение смещения слоев под действием сдвиговых напряжений и электромагнитной составляющей. Это позволяет определять вероятное возникновение вязкопластичных, псевдопластичных и дилатантных свойств магнитореологической рабочей среды и появление реологических эффектов, свойственных магнитореологическим рабочим средам.

Еще

Магнитореологические регулирующие устройства, вязкопластичные среды, псевдопластичные среды, дилатантные среды, реологические свойства

Короткий адрес: https://sciup.org/147231710

IDR: 147231710   |   DOI: 10.14529/engin180202

Список литературы Влияние внешних электромагнитных полей на значение градиента скорости сдвига слоев магнитореологической рабочей среды

  • Попов, Д.Н. Динамика и регулирование гидро-и пневмосистем/Д.Н. Попов. -М.: Машиностроение, 1976. -424 с.
  • Свешников, В.К. Станочные гидроприводы/В.К. Свешников, А.А. Усов. -М: Машиностроение, 1988. -512 с.
  • Чупраков, Ю.И. Гидропривод и средства гидроавтоматики/Ю.И. Чупраков. -М.: Машиностроение, 1979. -232 с.
  • Смык, А.Ф. Физика. Электромагнетизм. Курс лекций / А.Ф. Смык. -М.: МГУП, 2007. -160 с.
  • Steven, R.A. A Review of Power Harvesting Using Piezoelectric Materials/R.A. Steven, A.S. Henry//Smart Mater. Struct. -2007. -Vol. 16, no. 1. -P. 43-50. DOI: 10.1088/0964-1726/16/3/R01
  • Денисов, А.А. Электрогидро-и электрогазодинамические устройства автоматики/А.А. Денисов, В.С. Нагорный. -Л.: Машиностроение, 1979. -257 с.
  • New Composite Elastomers with Giant Magnetic Response/A.V. Chertovich, G.V. Stepanov, E.Y. Kramarenko, A.R. Khokhlov//Macromolecular Materials and Engineering. -2010. -Vol. 295, no. 4. -P. 336-341.
  • DOI: 10.1002/mame.200900301
  • Magnetization reversal of Ferromagnetic Nanoparticles Induced by a Stream of Polarized Electrons/M.A. Kozhushner, A.K. Gatin, M.V. Grishin et al.//Journal of Magnetism and Magnetic Materials. -2016. -Vol. 414. -P. 38-44.
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2016.04.045
  • Magnetic Properties of Gamma-Fe2O3 Nanoparticles Obtained by Vaporization Condensation in a Solar Furnace/B. Martinez, A. Roig, X. Obradors//J. Appl. Phys. -1996. -Vol. 79. -P. 2580-2586.
  • DOI: 10.1063/1.361125
  • Magnetic and Mössbauer Spectroscopy Studies of Hollow Microcapsules Made of Silica-Coated CoFe2O4 Nanoparticles/I.S. Lyubutin, N.E. Gervits, S.S. Starchikov et al.//Smart Materials and Structures. -2015. -Vol. 25, no. 1. -P. 015022.
  • DOI: 10.1088/0964-1726/25/1/015022
  • Brigadnov, I.A. Mathematical Modeling of Magneto-Sensitive Elastomers/I.A. Brigadnov, A. Dorfmann//Int. J. Solid. Struct. -2003. -Vol. 40. -P. 4659-4674.
  • DOI: 10.1016/S0020-7683(03)00265-8
  • Multifunctional Properties Related to Magnetostructural Transitions in Ternary and Quaternary Heusler Alloys/I. Dubenko, A. Quetz, S. Pandey et al.//Journal of Magnetism and Magnetic Materials. -2015. -Vol. 383. -P. 186 -189.
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2014.10.083
  • Фройштетер, Г.Б. Течение и теплообмен неньютоновских жидкостей в трубах/Г.Б. Фройштетер, С.Ю. Данилевич, Н.В. Радионова. -Киев: Наукова думка, 1990. -216 с.
  • Magnetic and Viscoelastic Response of Elastomers with Hard Magnetic Filler/E.Y. Kramarenko, A.V. Chertovich, G.V. Stepanov et al.//Smart Materials and Structures. -2015. -Vol. 24. -P. 035002.
  • DOI: 10.1088/0964-1726/24/3/035002
  • Stepanov, G.V. Magnetorheological and Deformation Properties of Magnetically Controlled Elastomer with Hard Magnetic Filler/G.V. Stepanov, A.V. Chertovich, E.Y. Kramarenko//Journal of Magnetism and Magnetic Materials. -2012. -Vol. 324 -P. 3448 -3451.
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2012.02.062
  • Dorfmann, A. Nonlinear Magnetoelastic Deformations/A. Dorfmann, R.W. Ogden//Q. J. Mech. Appl. Math. -2004. -Vol. 57 (4). -P. 599-622.
  • DOI: 10.1093/qjmam/57.4.599
  • Bustamante, R. A Nonlinear Magnetoelastic Tube under Extension and Inflation in an Axial Magnetic Field: Numerical Solution/R. Bustamante, A. Dorfmann, R.W. Ogden//J. Eng. Math. -2007. -Vol. 59. -P. 139-153.
  • DOI: 10.1007/s10665-006-9088-4
  • Bustamante, R. On Variational Formulations in Nonlinear Magnetoelastostatics/R. Bustamante, A. Dorfmann, R.W. Ogden//Math. Mech. Solids. -2008. -Vol. 13. -P. 725.
  • DOI: 10.1177/1081286507079832v1
  • Refractive Index Sensor Based on Magnetoplasmonic Crystals/A.A. Grunin, I.R. Mukha, A.V. Chetvertukhin, A.A. Fedyanin//Journal of Magnetism and Magnetic Materials. -2016.
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2016.03.069
  • Filipcsei, G. Magnetodeformation Effects and the Swelling of Ferrogels in a Uniform Magnetic Field/G. Filipcsei, M. Zrínyi//J. Phys. Condens. -2010. -Matter 22. -P. 276001.
  • DOI: 10.1088/0953-8984/22/27/276001
  • New Manganite-Based Mediators for Self-Controlled Magnetic Heating/O.A. Shlyakhtin, V.G. Leontiev, O. Young-Jei, A.A. Kuznetsov//Smart Materials and Structures. -2007. -Vol. 16, no. 5. -P. 35-39.
  • DOI: 10.1088/0964-1726/16/5/N02
  • Material Transport of a Magnetizable Fluid by Surface Perturbation/V. Bohm, V.A. Naletova, J. Popp et al.//Journal of Magnetism and Magnetic Materials. -2015. -Vol. 395. -P. 67-72.
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2015.07.036
  • Carlson, J.D. MR Fluid, Foam and Elastomer Devices/J.D. Carlson, M.R. Jolly//Mechatronics. -2000. -Vol. 10. -P. 555-569.
  • DOI: 10.1016/S0957-4158(99)00064-1
  • Magneto Caloric Properties of Manganese (III) Porphyrins Bearing 2,6-Di-Tert-Butylphenolgroups/V.V. Korolev, T.N. Lomova, A.N. Maslennikova et al.//Journal of Magnetism and Magnetic Materials. -2016. -Vol. 401. -P. 86-90.
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2015.10.014
  • Уилкинсон, У.Л. Неньютоновские жидкости/У.Л. Уилкинсон. -М.: Мир, 1964. -216 с.
  • Такетоми, С. Магнитные жидкости/C. Такетоми, С. Тикадзуми. -М.: Мир, 1993. -272 с.
Еще
Статья научная