非均勻磁場下磁流變液流變特性研究.pdf

1、磁流變液主要由鐵磁性顆粒、基液、添加劑組成。將磁流變液置于外界磁場時,磁流變液會瞬間從牛頓液體轉換為具有高粘度的粘稠型類固體,此時磁流變液抗剪切能力迅速增強,并可隨外界磁場的變化而實時可調(diào);當外界磁場去除時,磁流變液將瞬間表現(xiàn)出牛頓流體性質。這種變化快速而且可逆。目前,對磁流變液開展的大部分研究主要集中在均勻磁場下,非均勻磁場對磁流變液特性影響的研究較少。實際運用中,磁場的均勻性往往難以得到保證,磁場變化將影響磁流變液元器件正常工作,嚴

2、重時將導致元器件失效。因此,本文對非均勻磁場下磁流變液特性進行了研究。
　　磁流變液的流變特性主要指磁流變液受磁場作用下抵抗變形的能力,主要表現(xiàn)為剪切特性。本文在均勻磁場磁流變液剪切特性研究的理論基礎上,開展非均勻磁場下磁流變液剪切特性研究,主要進行的工作如下:
　　(1)根據(jù)磁流變現(xiàn)象的基本原理,運用磁偶極子理論對磁流變液粒子微觀受力進行分析。建立了均勻磁場下磁流變液粒子受力的離子極化模型;完成了磁流變液剪切應力的理論模型

3、的推導;分析了引起磁場分布不均勻的原因并提出了相應的剪切應力模型。
　　(2)搭建了非均勻磁場下的磁流變液剪切特性檢測裝置。該裝置主要由非均勻磁場發(fā)生裝置、剪切裝置以及數(shù)據(jù)測量采集部分三部分組成。本文采用磁場耦合的方法完成了非均勻磁場的構建,并進行了電磁鐵相關參數(shù)的分析計算;根據(jù)磁場仿真對剪切裝置的剪切方向進行了設定;通過合理的分析完成了測量方式的選擇。
　　(3)運用磁場疊加原理對磁場發(fā)生裝置磁場的空間分布進行了分析,建立

4、了剪切區(qū)域磁場大小的分布模型。通過對單電磁鐵單獨作用下空間磁場的分布,以及雙電磁鐵磁場耦合作用的實驗測量與分析,對空間分布模型進行了驗證。
　　(4)通過本文構建的檢測裝置對剪切應力進行了測量。將剪切應力實測曲線與理論模型曲線對比可以發(fā)現(xiàn)其總體趨勢保持一致,但存在一定差異性。針對差異性可能產(chǎn)生的原因進行了分析,并設置實驗驗證了測量裝置設置及測量結果的準確性。
　　本文研究的主要內(nèi)容對實際工程應用中磁流變元器件的開發(fā)、磁流變元