Nghiên cứu tương tác giữa các hạt sắt trong trong vật liệu lưu

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC HẠT SẮT TRONG VẬT LIỆU LƯU BIẾN TỪ DƯỚI TỪ TRƯỜNG Mã số: T2022-06-02 Chủ nhiệm đề tài: TS Trương Thị Hoa Đà Nẵng, 11/2023 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC HẠT SẮT TRONG VẬT LIỆU LƯU BIẾN TỪ DƯỚI TỪ TRƯỜNG Mã số: T2022-06-02 Xác nhận quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài KT HIỆU TRƯỞNG PHÓ HIỆU TRƯỞNG PGS TS Võ Trung Hùng TS Trương Thị Hoa DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU STT Họ tên Đơn vị công tác lĩnh vực chuyên môn TS Nguyễn Xuân Bảo Khoa Cơ khí, Trường ĐH Sư phạm Kỹ Thuật- Đại học Đà Nẵng, Kỹ thuật khí ThS Nguyễn Quang Dự Khoa Cơ khí, Trường ĐH Sư phạm Kỹ Thuật- Đại học Đà Nẵng, Kỹ thuật khí ThS Nguyễn Văn Nam Khoa Điện-Điện tử, Trường ĐH Sư phạm Kỹ Thuật- Đại học Đà Nẵng, Kỹ thuật điện ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập - Tự - Hạnh phúc THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thơng tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu tương tác hạt sắt trong vật liệu lưu biến từ từ trường - Mã số: T2022-06-02 - Chủ nhiệm: TS.Trương Thị Hoa - Thành viên tham gia: TS Nguyễn Xuân Bảo, Ths Nguyễn Quang Dự, ThS Nguyễn Văn Nam - Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật - Thời gian thực hiện: 09 tháng (03 năm 2023 đến tháng 11 năm 2023) Mục tiêu: Xác định tương tác hạt sắt tác động từ trường Mô lực tương tác hạt vật liệu lưu biến từ Thí nghiệm đo tính vật liệu đàn hồi lưu biến từ ảnh hưởng tương tác hạt Tính sáng tạo: Trong nghiên cứu này, tương tác hai hạt làm vật liệu từ tính đẳng hướng phân cực tuyến tính nhúng ma trận đàn hồi nghiên cứu Khi hạt sắt từ hóa trường bên ngồi, lực hút từ tính hạt, trái ngược với lưỡng cực điểm xảy Tính lưỡng cực, lực tương tác hạt sắt vùng từ trường gây tượng thay đổi modul đàn hồi trễ học, điều có ý nghĩa quan trọng tính chất vật liệu lưu biến từ Kết nghiên cứu nhằm mục đích hiểu dịng từ thơng qua hạt từ tính tương tác hai hạt sắt từ trường, khái quát tương tác hạt sắt vật liệu lưu biến từ, từ cải thiện tính vật liệu đàn hồi lưu biến từ Tóm tắt kết nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu tương tác hạt hạt sắt từ từ hóa trường bên ngồi, lực hút từ tính hạt, trái ngược với lưỡng cực điểm xảy Tính lưỡng cực, lực tương tác hạt sắt vùng từ trường gây tượng thay đổi modul đàn hồi trễ học, tính tốn thực nghiệm nhằm mục đích hiểu dịng từ thơng qua hạt từ tính, tương tác hai hạt sắt từ trường, khái quát tương tác hạt sắt vật liệu lưu biến từ, từ cải thiện tính vật liệu đàn hồi lưu biến từ Tên sản phẩm: 01 Bài báo đăng tạp chí danh mục SCIE-Q2 Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: Báo cáo tổng kết đề tài tài liệu tham khảo hữu ích cho giảng viên sinh viên chuyên ngành Hệ thống cung cấp điện Các sản phẩm nghiệm thu chuyển giao theo hình thức bàn giao trực tiếp tồn cho Bộ môn Hệ thống điện, Khoa Điện-Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật-ĐHĐN để làm tài liệu cho giảng dạy nghiên cứu khoa học giảng viên, sinh viên để tiếp tục phát triển sau Hình ảnh, sơ đồ minh họa Ngày tháng năm TM Hội đồng Khoa Chủ nhiệm đề tài Chủ tịch TS Trần Hoàng Vũ TS Trương Thị Hoa XÁC NHẬN CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KT HIỆU TRƯỞNG PHÓ HIỆU TRƯỞNG PGS TS Võ Trung Hùng ii Mẫu Thông tin kết nghiên cứu tiếng Anh INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: Project title: Studying the interactions between iron particles in magnetorheological materials under a magnetic field Code number: T2022-06-02 Coordinator: Nguyễn Xuân Bảo, Nguyễn Quang Dự, Nguyễn Văn Nam Implementing institution: University of Technology and Education-The University of Danang Duration: from March 2023 to Nov 2023 Objective(s): -Determine the interaction between iron particles under the influence of a magnetic field -Simulate the interaction forces between particles in magnetorheological materials -Experiment measuring the mechanical properties of magnetorheological elastic materials due to the influence of interactions between particles Creativeness and innovativeness: In this study, the interaction between two particles made of a linearly polarizable isotropic magnetic material and embedded in an elastic matrix is investigated When iron particles are magnetized in an external field, the magnetic attraction of the particles, as opposed to point dipoles, occurs The dipole, and the interaction force between iron particles in the magnetic field region causes changes in the elastic modulus and mechanical hysteresis, which has important implications for magnetorheological material properties The research results aim to understand the magnetic flow through magnetic particles and the interaction between two iron particles in a magnetic field, generalize the interaction of iron particles in magnetorheological materials, and thereby be able to improve Mechanical properties of magnetorheological elastic materials Research results: The project studied the interaction between ferromagnetic particles magnetized in an external field, the magnetic attraction of the particles, in contrast to the point dipoles that occur The dipole, and the interaction force between iron particles in the magnetic field region causing changes in elastic modulus and mechanical hysteresis, have been calculated and experimented with the aim of understanding the magnetic flux through magnetic particles, the interaction between two iron particles in a magnetic field, and generalize the interaction of iron particles in magnetorheological materials, and thereby can improve the mechanical properties of magnetorheological elastic materials Products: 01 Article has been published in a journal indexed in SCIE-Q2 Effects, transfer alternatives of research results and applicability: The project summary report is a useful reference for lecturers and students majoring in Power Supply Systems Accepted products will be transferred in the form of direct handover to the Department of Power Systems, Faculty of Electrical and Electronics Engineering, University of Technology and Education - UD to be used as a reference for teaching and scientific research of lecturers and students and for continued development in the future MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan vật liệu từ biến .4 1.2 Tổng quan tương tác điện từ hạt sắt vật liệu từ biến 1.3 Mục đích nghiên cứu CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT TRƯỜNG ĐIỆN TỪ 10 2.1 Những khái niệm trường điện từ 10 2.1.1 Định nghĩa .10 2.1.2 Các đại lượng đặc trưng trường điện từ 11 2.1.3 Tính chất tương đối E B 12 2.1.4 Véc tơ cường độ từ trường H 12 2.2 Phân cực từ .13 2.3 Tương tác lưỡng cực từ - lưỡng cực 14 CHƯƠNG TỔNG QUAN VẬT LIỆU TỪ 16 3.1 Khái niệm chung tính chất từ vật liệu từ tính 16 3.2 Vật liệu từ mềm: 21 3.2.1 Sắt (Thép bon thất ) 21 3.2.2 Thép .22 3.3 Vật liệu từ cứng: .24 3.3.1 Thép hợp kim hóa , đến trạng thái mactenxit: 24 3.3.2 Ferit từ cứng 25 CHƯƠNG TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA VẬT LIỆU TỪ BIẾN MRE .27 4.1 Vật liệu từ biến MRE cấu trúc hạt sắt khác 27 4.2 Tính chất chung vật liệu MRE 30 4.2.1 Tính chất chung .30 4.2.2 Tính chất phụ thuộc vào tần số 32 4.2.3 Tính chất phụ thuộc mật độ từ thông .34 4.2.4 Sự phụ thuộc vào biên độ 36 4.2.5 Tính chất phụ thuộc vào góc nghiêng chuỗi hạt .37 4.2.6 Thảo luận 37 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH TƯƠNG TÁC LƯỠNG CỰC CÁC HẠT SẮT TRONG VẬT LIỆU TỪ BIẾN MRE 43 5.1 Tương tác từ trường hạt sắt vật liệu MRE 43 5.2 Đánh giá, phân tích kết mơ .48 5.2.1 Mối quan hệ kết tính tốn lực tương tác đáp ứng lực đo thực nghiệm 48 5.2.2 Phân tích phân bố từ thơng vật liệu MRE 48 KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 Thuyết minh đề tài KHCN Hợp đồng triển khai đề tài Phụ lục hợp đồng Bảng Mục mục minh chứng sản phẩm đề tài Bộ minh chứng sản phẩm đề tài DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT MR -Magnetorheological material MRE-Magnetorheological elastomer iii