В.О. ОСТРИКОВ, магистр техн. наук, аспирант кафедры «Технология машиностроения, автоматизация и робототехника», Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого, г. Гомель, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. 

О.М. ОСТРИКОВ, д-р техн. наук, канд. физ.-мат. наук, доц., заведующий кафедрой «Графика», Белорусский государственный университет транспорта, г. Гомель, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Рассмотрено поведение выступающего в роли исполнительного элемента ферромагнитного кристалла с эффектом памяти формы в электромагнитном приводе. Описана конструкция электромагнитного измерительного преобразователя с исполнительным элементом ферромагнитным кристаллом с памятью формы. Показана конструктивная особенность, заключающаяся в комбинировании магнитных и немагнитных компонентов для лучшего прохождения магнитного поля через рабочий элемент. Изучено влияние магнитного поля на возникновение сдвиговых сил на границах раздела аустенит/мартенсит, приводящих к деформации находящегося в жесткой заделке ферромагнитного кристалла с эффектом памяти формы. Целью решения статической задачи явилось нахождение силы, создаваемой образцом в результате действия магнитного поля и приводящей в движение шток посредством изменения линейных размеров исполнительного элемента. В ходе решения статической задачи составлены системы равновесия сил и моментов для мартенситной прослойки, первого и второго аустенитного объема. Установлено, что задача статически неопределима из-за несовпадения числа неизвестных величин с числом уравнений. Для решения данной проблемы было принято допущение, в котором представлено равенство и параллельность сил, возникающих на границах раздела аустенит/мартенсит в результате действия магнитного поля. Использование известных параметров кристаллической решетки позволило рассчитать угол поворота мартенситной прослойки относительно поверхности кристалла, а также угол поворота границ раздела аустенит/мартенсит и высоту мартенситной прослойки. Принимая за известные значения сил, возникающих на границах раздела аустенит/мартенсит и параллельных приложенному магнитному полю, было определено, что данные силы равны компенсационным силам, обеспечивающим статическое равновесие, и величине силы, возникающей на торце образца, имеющем прямое соединение со штоком. Найдена зависимость между силами, возникающими в результате действия магнитного поля на границах раздела аустенит/мартенсит, и сдвиговыми силами, направленными параллельно границам раздела аустенит/мартенсит.

1. Ullakko, K. Magnetically controlled shape memory alloys: a new class of actuator materials / K. Ullakko // Journal of Materials Engineering and Performance. — 1996. — Vol. 5, iss. 3. — P. 405–409. — DOI: https://doi.org/10.1007/BF02649344. 
2. Gabdullin, N. Review of properties of magnetic shape memory (MSM) alloys and MSM actuator designs / N. Gabdullin, S.H. Khan // Journal of Physics: Conference Series. — 2015. — Vol. 588. — DOI: http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/588/1/012052. 
3. MSM actuators: design rules and control strategies / B. Holz, L. Riccardi, H. Janocha, D. Naso // Advanced Engineering Materials. — 2012. — Vol. 14, iss. 8. — P. 668–681. — DOI: https://doi.org/10.1002/adem.201200045. 
4. Giant 5.8% magnetic-field-induced strain in additive manufactured Ni-Mn-Ga magnetic shape memory alloy / V. Laitinen, A. Saren, A. Sozinov, K. Ullakko // Scripta Materialia. — 2022. — Vol. 208. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.scripta mat.2021.114324. 
5. Large magnetic-field-induced strains in Ni₂MnGa single crystals / K. Ullakko, J.K. Huang, C. Kantner [et al.] // Applied Physics Letters. — 1996. — Vol. 69, iss. 13. — P. 1966– 1968. — DOI: https://doi.org/10.1063/1.117637. 
6. Magnetically controlled shape memory effect in Ni₂MnGa intermetallics / K. Ullakko, J.K. Huang, V.V. Kokorin, R.C. O’Handley // Scripta Materialia. — 1997. — Vol. 36, iss. 10. — P. 1133– 1138. — DOI: https://doi.org/10.1016/S1359-6462(96)00483-6. 
7. Остриков, В.О. Статика и динамика границы раздела аустенит/ мартенсит в нагруженном призматическом мо- нокристалле с эффектом памяти формы, находящемся в жесткой заделке / В.О. Остриков, О.М. Остриков // Машиностроение: республ. межвед. сб. науч. тр. / БНТУ; редкол.: В.К. Шелег (гл. ред.) [и др.]. — Мн., 2021. — Вып. 33. — С. 139–147. 
8. Остриков, В.О. Статическая и динамическая задача для единичной мартенситной прослойки в ферромагнитном монокристалле с эффектом памяти формы, находящемся в магнитном поле в жесткой заделке / В.О. Остриков, О.М. Остриков // Проблемы физики, математики и техники. — 2023. — № 1(54). — С. 43–46. — DOI: https://doi.org/ 10.54341/20778708_2023_1_54_43. 
9. Василевич, Ю.В. Статика и динамика границ раздела аустенит / мартенсит мартенситной прослойки в нагруженном призматическом ферромагнитном монокристалле с эффектом памяти формы, находящемся в жесткой заделке / Ю.В. Василевич, В.О. Остриков, О.М. Остриков // Машиностроение: республ. межвед. сб. науч. тр. / БНТУ; редкол.: В.К. Шелег (гл. ред.) [и др.]. — Мн., 2023. — Вып. 34. — С. 139–146. 
10. Остриков, В.О. Расчет сил, действующих на непараллельных границах раздела аустенит/мартенсит в ферромагнитном монокристалле с памятью формы, находящемся в жесткой заделке / В.О. Остриков, О.М. Остриков // Известия Гомельского государственного университета имени Ф. Скорины. Естественные науки. — 2024. — № 3(144). — С. 116–121. 
11. Saren, A. Dynamic twinning stress and viscous-like damping of twin boundary motion in magnetic shape memory alloy Ni-Mn-Ga / A. Saren, K. Ullakko // Scripta Materialia. — 2017. — Vol. 139. — P. 126–129. — DOI: https://doi.org/10.1016/j. scriptamat.2017.06.010. 
12. Malla, A. Effect of composition on the magnetic and elastic properties of shape memory Ni-Mn-Ga: diss. … for the degree of Master of Science / Malla Aayush; Ohio State University. — Ohio, 2003. — 191 p.