مطالعه تجربی و تئوری تاثیر میدان مغناطیسی و تنش مکانیکی بر ضرایب ساختاری و رفتار مکانیکی-مغناطیسی ترفنل-دی

ترفنل-دی به عنوان یک ماده دگررسان مغناطیسی، به دلیل قابلیت اعمال نیرو و جابجایی بزرگ، کاربرد زیادی در انواع عملگرها دارد. یکی از محدودیت های اصلی ترفنل-دی، وابستگی ضرایب ساختاری آن از قبیل انطباق الاستیکی و دگررسانی مغناطیسی به تنش مکانیکی و شدت میدان مغناطیسی اعمالی است که پیش بینی رفتار عملگرها را دشوار می سازد. در مقاله حاضر، یک مدل تجربی-تحلیلی شامل تقریب های خطی جهت پیش بینی ضرایب ساختاری مذکور ارایه شده است. در ابتدا با استفاده از یک مجموعه آزمایشگاهی، نمودارهای غیر خطی تنش-کرنش ترفنل-دی در مقادیر مختلف میدان مغناطیسی به دست آمده اند و با تحلیل نتایج به دست آمده و نیز اعمال مدل خطی مغناطیسی-مکانیکی، ضرایب انطباق الاستیکی، دگررسانی مغناطیسی، تراوایی مغناطیسی و جفت شدگی محاسبه شده اند. سپس، تقریب های خطی ارایه شده اند که می توانند در هر شدت میدان مغناطیسی و تنها با در اختیار داشتن اطلاعات مربوط به سه مقدار تنش، ضرایب عملکردی ترفنل-دی را پیش بینی نمایند. محاسبه مقادیر تنش-کرنش با استفاده از تقریب های خطی مذکور و مقایسه با نتایج تجربی اولیه، نشان دهنده دقت قابل قبول مدل ارایه شده است. در انتها نیز مدل پیشنهادی در شرایط کاری جدید و به منظور پیش بینی رفتار مکانیکی-مغناطیسی ماده مورد استفاده قرار گرفته و صحت سنجی شده است. مقایسه نتایج حاصل با نتایج تجربی نشان دهنده دقت بسیار خوب مدل ارایه شده می باشد، به نحوی که بیشترین خطا در محاسبه کرنش و شار مغناطیسی به ترتیب 3% و 4/3% به دست آمده اند.