ИСТИНА

Объектом исследования в данной работе являются магнитоактивные эластомеры (МАЭ) – полимерные композитные материалы, состоящие из полимерной матрицы и диспергированных в ней ферромагнитных частиц наполнителя. Широкие пределы изменения механических характеристик этих материалов и возможность управлять этими изменениями с помощью магнитного поля являются основными причинами активного научного интереса к МАЭ. Свойства МАЭ в первую очередь определяются механическими характеристиками матрицы, магнитными характеристиками наполнителя и его концентрацией в композите. Наличие интерфейса между наполнителем и полимерной матрицей в виде слоя на поверхности частиц наполнителя может позволить настраивать механические характеристики композитного материала более точно. В работе рассматриваются элементарные ячейки объёма МАЭ, содержащие одну, две или восемь частиц наполнителя сферической или эллипсоидальной формы. При помощи метода конечных элементов решается задача о деформации элементарной ячейки в присутствии однородного внешнего магнитного поля. Описывается влияние характеристик интерфейсного слоя на поверхности частиц на запасаемую в ячейке энергию, распределение механических напряжений и модуль упругости ячейки при различном расположении частиц наполнителя в ячейке. Рассчитаны зависимости модуля упругости ячейки от близости частиц наполнителя к границам ячейки и друг к другу. Показано, что механические свойства элементарной ячейки МАЭ зависят прежде всего от соотношения модулей упругости интерфейса и полимерной матрицы, благодаря чему становится возможным получить универсальную зависимость модуля упругости композита от характеристик интерфейса. Также показано, что наличие интерфейса между наполнителем и матрицей позволяет использовать наиболее простые модели нелинейной упругости при описании больших деформаций в ячейке за счёт построения цепочки моделей с исчезающим слоем вокруг частиц наполнителя. Продемонстрирована возможность добиться размягчения композита путём задания мягкого (по сравнению с матрицей) интерфейса.