سیال مغناطیسی (۳)

اثر میدان مغناطیسی بر سیال مگنتورئولوژیکال

همان طور که گفته شد سیالات مگنتورئولوژیکال از اضافه کردن ذرات فلزی مثل آهن، آلومینیوم یا کبالت به یک سیال پایه مثل آب یا روغن به وجود می­ آیند. وقتی که یک میدان مغناطیسی برروی سیال اعمال می­ شود، ذرات فلزی درون آن خاصیت مغناطیسی پیدا می­ کنند و در نتیجه بین آن­ها نیروی جاذبه به وجود می آید. این نیروی جاذبه در سیال ساختارهای زنجیر مانند (chain like structures) را ایجاد می­ کند‏ (شکل زیر).

الف)  ساختار ماده بعد از اعمال میدان مغناطیسی
ب)  ساختار سیال مگنتورئولوژیکال قبل از میدان مغناطیسی

جهت تشکیل این ساختارهای زنجیری شکل در جهت میدان مغناطیسی خواهد بود ‏(شکل زیر).

تشکیل ساختار های زنجیری شکل در سیال مگنتورئولوژیکال

این ساختار های زنجیری شکل مانع حرکت سیال و تغییر شکل آن می­ شوند. در مدلسازی، این پدیده با افزایش لزجت سیال مدل می­ شود. یعنی هر قدر این ساختارهای زنجیری محکم تر باشند لزجت سیال نیز افزایش پیدا می­ کند. همان طور که در مطالب قبلی ذکر شد مدلسازی سیال مگنتورئولوژیکال با مدل هرشل-بالکلی انجام می ­شود. همانطور که در معادله ‏زیر (که در مطلب قبلی بحث شد) مشاهده می­ کنید، تنش تسلیم سیال را به صورت تابعی از میدان مغناطیسی در نظر می گیریم و لزجت پلاستیکی  را ثابت در نظر میگیریم.

برای مدلسازی هر سیال مگنتورئولوژیکال به دو دسته اطلاعات نیاز داریم، مشخصات مغناطیسی سیال و ارتباط بین شدت میدان مغناطیسی و تنش تسلیم سیال. این اطلاعات برای سیالات مگنتورئولوژیکال تولید شده توسط شرکت­ های مختلف ارایه شده است. در ‏شکل زیر رابطه شدت میدان مغناطیسی و تنش تسلیم را برای سیال مگنتورئولوژیکال پرکاربرد  مشاهده می­ کنید که در این پژوهش هم از از این سیال استفاده شده است.

رابطه شدت میدان مغناطیسی و تنش تسلیم  برای
ارایه شده توسط شرکت LORD

برای حل میدان مغناطیسی در درون سیال نیز نیاز به مشخصه های مغناطیسی سیال مگنتورئولوژیکال داریم. در ‏شکل زیر نمودار القای مغناطیسی در سیال مگنتورئولوژیکال  را مشاهده می­ کنید.

نمودار القای مغناطیسی سیال  ارایه شده توسط شرکت LORD

از برازش منحنی های فوق می­ توان به یک تابع چند جمله ای رسید که شدت میدان مغناطیسی را به تنش برشی سیال مرتبط می­­ کند.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *