磁流變液流變學特性檢測方法與實現技術.pdf

1、利用磁流變液的可控流變學特性開發(fā)的磁流變器件，以其機械結構簡單、功耗低和調節(jié)范圍寬等優(yōu)點，可以廣泛用于建筑結構振動控制、機械系統(tǒng)振動控制和武器系統(tǒng)沖擊抑制等重要領域。為了開發(fā)更加實用的高性能磁流變液，指導磁流變技術的工程應用，近年來國內外學者對磁流變液的流變學特性進行了大量的實驗研究，提出了各種各樣的磁流變液流變特性檢測方法。盡管相關企業(yè)試制出磁流變液特性檢測儀器和裝置，由于沒有磁流變液特性檢測的合理標準，各種檢測方法得出的結果還存在一

2、定差異。本文以新型磁流變液流變學特性檢測儀器為目標，提出了基于同心圓筒雙邊剪切模式的流變學特性檢測方法，研究了磁流變檢測裝置磁路和結構設計過程中的相關技術問題，完成了磁流變液流變學特性檢測裝置研制。具體研究內容如下： 按照磁流變液檢測儀器工作模式，從剪切模式、流動模式和擠壓模式三個方面綜述了磁流變液流變性能測試技術的現狀和發(fā)展趨勢，分析了磁流變液檢測技術領域存在的主要問題和開展磁流變液流變特性測試方法研究的學術價值。針對高剪切應

3、變率和高飽和磁化強度，提出了研究基于同心圓筒雙邊剪切流動模式的磁流變液流變特性檢測方法。 深入分析了磁流變效應的特性，總結了Bingham模型、Bingham雙塑性模型、Herschel-Bulkley模型和Eyring本構模型來描述其流變特性，得出了磁流變液的流變學特性主要表現為：在規(guī)定磁場條件下磁流變液經受的剪切應力與剪切應變率之間的關系。 從磁流變檢測裝置的工作模式出發(fā)，提出了同心圓筒雙邊剪切模式的磁流變液流變學特

4、性檢測方法，分析了內外剪切通道中微單元的受力狀態(tài)，建立了平衡微分方程和合理的邊界條件；研究了未加磁場和磁場作用條件下磁流變液在剪切通道中的流動角速度分布特性。研究了磁流變液傳遞力矩與標稱剪切應力之間的理論關系，轉子角速度與磁流變液標稱剪切應變率之間的理論關系，提出了相應的迭代算法，為間接檢測剪切應力和剪切應變率、磁流變液檢測裝置的設計奠定了理論基礎。 從高磁導率、低矯頑力和溫度穩(wěn)定性等方面綜合選擇了磁路的磁芯材料，建立了直流磁路

5、分析模型，利用磁路中的歐姆定律和磁路設計理論，確定了磁流變液檢測裝置磁路的磁學參數，完成了磁路設計工作。根據磁流變液剪切流動的力矩傳遞特性和剪切流動原理，設計了磁流變液檢測裝置剪切流動執(zhí)行機構。研制出了磁流變液檢測裝置磁路和執(zhí)行機構。利用數字特斯拉計對研制磁路進行系統(tǒng)測試，其結果表明，理論磁場數據與實驗測試數據能夠較好吻合，能夠滿足磁流變液檢測裝置的磁路要求；磁流變液檢測裝置采用的定位方法能夠保證施力轉子能夠準確定位，確保剪切通道間隙的