The de Saint-Venant's theory of torsion in nano-magnetoelasticity

• Autorzy: Hoffmann T. J. , Pytliński R.

Warianty tytułu

PL

Teoria skręcania de Saint-Venanta w nanomagnetosprężystości

• Konferencja: Międzynarodowa Konferencja MANUFACTURING'04 : Współczesne problemy projektowania i wytwarzania [II; 2004; Poznań]
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the classical description de Saint Venant's theory gives a set of solutions, which are consistent with the experiment. This theory describes the basic types of strains of prismatic rods, which can find application in technique. The theory allows determining the stresses and strains taking the external load as a cause. There are some reasons of the external loads: longitudinal forces, transverse forces as well as bending and torsion moments. In the classical de Saint-Venant's theory the reason of free torsion is the torsion moment. In general in the magnetoelasticity the additional electromagnetic forces have to be taking into account. In this paper we consider the prismatic rod as a perfect conductor [1, 2], The torsion moment and Lorentz's force are taken as the external loads. The Lorentz's force causes the modification of the solutions of the de Saint-Venant's theory. The value of the Lorentz's force depends on the direction and the value of the primary magnetic field vector. In the particular case, when the primary magnetic vector is parallel to the longitudinal axis, the Lorentz's force does not change the classical de Saint-Venant's torsion theory. Such an approach is considered in this paper. It has been shown that torsion moment and the primary- magnetic field vector create additional flow of the electric current along the rod axis.

PL

W klasycznej sprężystości teoria de Saint-Venanta podaje szereg rozwiązań zgodnych z doświadczeniem. Opisuje podstawowe typy odkształceń prętów pryzmatycznych występujących w zastosowaniach technicznych. Przyjmując za przyczyny obciążenia zewnętrzne, pozwala wyznaczać naprężenia i odkształcenia. Tymi przyczynami są siły podłużne i poprzeczne oraz momenty zginające i skręcające. Przyczyną skręcania swobodnego w klasycznej teorii de Saint-Venanta jest moment skręcający. W magnetosprężyslości do obciążeń mechanicznych musimy dodać siły działające w polu elektromagnetycznym. W artykule rozważono pręt pryzmatyczny jako doskonały przewodnik [l, 2] w pierwotnym polu magnetycznym. Za obciążenia zewnętrzne przyjęto moment skręcający oraz uwzględniono siłę Lorentza. Silą ta modyfikuje klasyczną teorię de Saint-Venanta. Wartość siły Lorentza zależy od kierunku i wartości wektora natężenia pierwotnego pola magnetycznego. W szczególnym przypadku, gdy wektor natężenia pierwotnego pola magnetycznego jest równoległy do osi podłużnej pręta, siłą Lorentza nie zmienia klasycznej teorii skręcania de Saint-Venanta. Ten przypadek został rozważony w artykule. Wykazano, że moment skręcający i natężenie pierwotnego pola magnetycznego wywołują przepływ prądu elektrycznego wzdłuż osi pręta.

Słowa kluczowe

EN

coupled fields; magnetoelasticity

PL

pola połączone; magnetosprężystość

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Budowa Maszyn i Zarządzanie Produkcją
• Rocznik: 2004
• Tom: Nr 1
• Strony: 9--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz.

Twórcy

autor

Hoffmann T. J.

• Poznan University of Technology, Institute of Applied Mechanics

autor

Pytliński R.

• Higher Vocational State School in Kalisz, Institute of Mechanical Engineering

Bibliografia

• [1] Lurie A. J., Theory of Elasticity (in Russian), Science, Moscov 1970.
• [2] Gawęcki A., Mechanics of Materials and Bar Structures (in Polish), Poznań Univ. Technol., Poznań 1998.
• [3] Nowacki W., Dynamic Problems of Thermoelasticity (in Polish), PWN, Warszawa 1966.
• [4] Hoffmann T., The jump conditions and the coupled field theory of conductor and dielectric materials, J. Techn. Phys. 30, 1989, s. 165-177.
• [5] Dekker C., Carbon nanotubes as molecular quantum wires, Physics Today, 1999, 52, s. 22-28.