بررسي تأثير تنش جانبي باياس‌كننده بر رفتار مكانيكي-مغناطيسي تك كريستال آلياژ حافظه‌دار مغناطيسي

آلياژهاي حافظه‌دار مغناطيسي گروه جديدي از مواد هوشمندند كه به دليل خواصي ويژه ـ مانند كرنش بالاي قابل بازگشت، عمر خستگي بالا و پاسخ زماني سريع ـ به گزينه‌يي مناسب براي سيستم‌هاي برداشت‌كننده‌ي انرژي، عملگرها و سنسورها بدل شده‌اند. براي استفاده از اين مواد در سيستم‌هاي مذكور همواره به يك سازوكار برگشت نياز است تا نمونه‌ي آلياژ را به حالت اوليه برگرداند. روش رايج در برداشت‌كننده‌هاي انرژي استفاده از يك ميدان مغناطيسي باياس است ولي در اين نوشتار با قرار دادن يك تنش باياس در كنار ميدان باياس، عملكرد سازوكار برگشت بهبود داده مي‌شود. به اين منظور، اثر اعمال يك تنش فشاري در راستاي ميدان باياس بر يك تك‌كريستال آلياژ حافظه‌دار مغناطيسي، مورد بررسي قرار مي‌گيرد. اين تنش فشاري مي‌تواند ناشي از پيش‌كرنش يا يك سيستم فنري باشد. بدين منظور روابط حاكم بر مسئله در حالت بارگذاري دوبعدي با استفاده از مدل‌هاي پايه ترموديناميكي موجود استخراج مي‌شود و در بخش شبيه‌سازي، در هر قسمت با تغيير تنش فشاري باياس‌كننده، اثر اين تنش بر خواص مكانيكي ـ مغناطيسي ماده مطالعه مي‌شود. با اضافه كردن اين تنش مشاهده مي‌شود سازوكار برگشت عملكرد بهتري از خود نشان داده، به طوري كه ميزان تغييرات مغناطيس شوندگي ماده كه بر ولتاژ خروجي اثر مي‌گذارد، افزايش مي‌يابد. همچنين مشخص مي‌شود كه ميدان باياس به طور كامل قابل حذف نيست و بهترين عملكرد در ميدان مغناطيسي ۰٫۲۴ تسلا و تنش فشاري ۰٫۳ مگاپاسكال اتفاق مي‌افتد.