磁性场诱导的各向同性磁活性弹性体变形及其与磁流体效果的关系

各向同性磁活性弹性体（MAEs）是否能够发生巨大的磁性场诱导变形并表现出巨大的磁流体效果？本研究采用实验和理论方法，揭示了MAEs宏观变形如何与施加磁场后颗粒重构过程相关。为此 purpose，研究了不同纵横比和颗粒负载量的MAE圆柱体在均匀磁场中的行为。使用光学相机获取圆柱体的轴向变形。针合理化模型（在前期研究中提出）被用于描述最初各向同性圆柱体向横各向同性圆柱体的转变。这种力学转变是由于颗粒排列成沿场方向致密柱状结构所致，被认为会导致巨大的磁流体效果。然而，我们的模型在沿场方向上预测弹性模量的增加不到三倍。该预测基于对所研究MAEs及柱状结构剪切模量的深入分析。弱磁流体效果解释了在场方向上测得的显著轴向变形。强磁流体效果会因沿多个尺度的模量增加而阻碍轴向变形。除了弹性模量和宏观变形受到微结构演化的影响，颗粒的磁化程度也随着排列成致密柱状而增加。通过本研究，我们表明统一的均匀场模型能够定量地获取MAE样品在不同形状和演化微结构下的隐藏材料属性，如磁化程度和刚度。