ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №5

УДК: 537.874; 537.624

КРУТИЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ УПРУГОГО СМЕЩЕНИЯ

В СХЕМЕ МАГНИТОСТРИКЦИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

В УСЛОВИЯХ ОРИЕНТАЦИОННОГО ПЕРЕХОДА

В.С. Власов ¹, В.И. Щеглов ²

¹Сыктывкарский государственный университет им. П.Сорокина

167001, Сыктывкар, Октябрьский просп., 55

²Институт радиотехники и электроники РАН им. В.А.Котельникова

125009, Москва, ул. Моховая, 11, корп. 7

Статья поступила в редакцию 18 февраля 2025 г.

Аннотация. Работа посвящена рассмотрению крутильных колебаний упругого смещения в схеме магнитострикционного преобразователя в условиях ориентационного перехода. Приведена общая геометрия задачи, записаны уравнения движения для намагниченности и упругого смещения. Приведенная система уравнений решена методом Рунге-Кутта, получено развитие магнитных и упругих колебаний во времени. Показано, что в условиях ориентационного перехода имеет место прецессия положения равновесия намагниченности, вызывающая соответствующие колебания упругого смещения. Исследована зависимость амплитуды колебаний упругого смещения от нормированной толщины пластины. Показано, что такая зависимость имеет квадратичный характер. Приведена механическая аналогия рассматриваемой зависимости с изгибом упругой балки. Исследована зависимость периода колебаний упругого смещения от толщины пластины. Показано, что период колебаний пропорционален четвертой степени от толщины пластины. Выполнена интерпретация зависимости периода от толщины пластины на основе механической модели крутильных колебаний, На основании полученных характеристик периода колебаний упругого смещения сделан вывод о том, что упругие колебания имеют крутильный характер. Показано, что вариация параметров системы в значительной степени подтверждает крутильный характер упругих колебаний.

Ключевые слова: прецессия намагниченности, ориентационный переход, крутильные колебания.

Финансирование: Работа выполнена в рамках государственного задания Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН.

Автор для переписки: Щеглов Владимир Игнатьевич, vshcheg@cplire.ru

Литература

1. Kikuchi E. The ultra-sound converters. M.: Mir. 1972.

2. Голямина И.П. Магнитострикционный преобразователь // В кн: Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Гл. ред. И.П. Голямина. М.: Советская энциклопедия. 1979. С.196-200.

3. Голямина И.П. // Магнитострикционные излучатели из ферритов. В кн.: Физика и техника мощного ультразвука. Кн.1. Источники мощного ультразвука. М.: Наука. 1967.

4. Ле-Кроу Р., Комсток Р. Магнитоупругие взаимодействия в ферромагнитных диэлектриках. // В кн.: У. Мэзон (ред.): Физическая акустика. Т.3Б. Динамика решетки. М.: Мир. 1968. С.156.

5. Штраусс В. Магнитоупругие свойства иттриевого феррита-граната. // В кн.: У. Мэзон (ред.): Физическая акустика. Т.4Б. Применения физической акустики в квантовой физике и физике твердого тела. М.: Мир. 1970. С.241-316.

6. Kirilyuk A., Kimel A.V., Rasing T. Ultrafast optical manipulation of magnetic order. // Rev. Mod. Phys. 2010. V.82. №3. P.2731.

7. Власов В.С., Голов А.В., Котов Л.Н., Щеглов В.И., Ломоносов А.М., Темнов В.В. Современные проблемы сверхбыстрой магнитоакустики // АЖ (Акустический журнал). 2022. Т.68. №1. С.22-56.

8. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Нелинейное возбуждение гиперзвука в ферритовой пластине при ферромагнитном резонансе. // РЭ. 2009. Т.54. №7. С.863-874.

9. Власов В.С., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Нелинейное возбуждение гиперзвука в двухслойной ферритовой структуре. // Журнал радиоэлектроники. 2013. №2. http://jre.cplire.ru/jre/feb13/10/text.pdf

10. Власов В.С., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Комбинационное возбуждение гиперзвука в двухслойной ферритовой структуре // Сборник трудов XXI Международной конференции «Электромагнитное поле и материалы». М.: НИУ МЭИ. 2013. С.164.

11. Власов В.С., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Нелинейное возбуждение гиперзвука в двухслойной ферритовой структуре при ферромагнитном резонансе // РЭ. 2014. Т.59. №5. С.482-497.

12. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Нелинейная динамика установления намагниченности в ферритовой пластине с магнитоупругими свойствами в условиях ориентационного перехода // РЭ. 2010. Т.55. №6. С.689-701.

13. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Вынужденная нелинейная прецессия вектора намагниченности в условиях ориентационного перехода // РЭ. 2011. Т.56. №1. С.84-96.

14. Шавров В.Г., Щеглов В.И. Ферромагнитный резонанс в условиях ориентационного перехода. М.: Физматлит. 2018.

15. Шавров В.Г., Щеглов В.И. Динамика намагниченности в условиях изменения ее ориентации. М.: Физматлит. 2019.

16. Шавров В.Г., Щеглов В.И. Спиновые волны в средах с обменом и диссипацией. М.: Физматлит. 2021.

17. Шавров В.Г., Щеглов В.И., Иванов А.П. Нелинейные колебания в задаче возбуждения гиперзвука. Сыктывкар: ООО «Коми республиканская типография». 2021.

18. Власов В.С., Кирушев М.С., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Прецессия намагниченности второго порядка в магнитоупругой среде // Журнал радиоэлектроники. 2015. №4. http://jre.cplire.ru/jre/apr15/16/text.pdf

19. Власов В.С., Кирушев М.С., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Вынужденная нелинейная прецессия намагниченности второго порядка в среде с магнитоупругими свойствами // РЭ. 2019. Т.64. №1. С.54-64.

20. Власов В.С., Дианов М.Ю., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Влияние магнитоупругого взаимодействия на прецессию положения равновесия в нормально намагниченной ферритовой пластине // Журнал радиоэлектроники. 2018. №10. http://jre.cplire.ru/jre/oct18/1/text.pdf

21. Власов В.С., Дианов М.Ю., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Влияние магнитоупругого взаимодействия на прецессию положения равновесия намагниченности в двухслойной ферритовой структуре // Журнал радиоэлектроники. 2018. №11. http://jre.cplire.ru/jre/nov18/2/text.pdf

22. Власов В.С., Щеглов В.И. Возбуждение упругих колебаний в схеме магнитострикционного преобразователя в условиях ориентационного перехода. // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – №4. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.4.9

23. Стрелков С.П. Механика. М.: Наука. 1965.

24. Мандельштам Л.И. Лекции по теории колебаний, М.:Наука. 1972.

25. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М.: Наука. 1972.

Для цитирования:

Власов В.С., Щеглов В.И. Крутильные колебания упругого смещения в схеме магнитострикционного преобразователя в условиях ориентационного перехода // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – № 5. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.5.13