展。航空制造工程磁流变体在外加场强时,粘度提高有几种理论解释,其中最主要的是相变和成核理论。该理论认为在外加场强由零增高时,弥散在基液中固体颗粒为随机状态,其迁徙和转动受热波动影响,被称作自由相。当场强增加到定程度后,颗粒磁化,受热波动和场强两方面影响,些颗粒互相靠拢成有序排列,称作有序相或成核。随后随着场强增加,这些有序相联成长链,且以长链为核心,吸收短链,使链变粗,构成固态相。相变观点能解释的部分现象,但并没有被大多数人所接受,因而还需实验验证。与相变理论同时存在的是场致偶极矩理论,该理论认为在外加磁场作用下,每颗粒都极化成磁偶极子,各个偶极子互相吸引形成链或纤维,流变效应强度与偶极子链的力的大小有关,静磁相互作用是该理论的基础。该理论能解释单链强度函数关系式的诸影响因素,也能解释链演变过程的外加场强的个区域,但该理论不能解释链变粗过程以及强度和粒子体积百分比关系,也不能解释强度和粒子大小单畴和多畴间的关系。计算模型铁磁性颗粒在磁场作用下被磁化,铁磁性颗粒之间的磁作用力使颗粒形成链状或柱状聚集结构,直接导致了其流变性能的改变磁流变液机理的传统分析方法均以单链结构为基础,认为链与链间距离较大,忽略周围链的影响本文首先对具有平行等间距链状结构的磁流变液进行建模,建模时计及了周围链的影响,并且周围链数可以为任意值假设磁流变液中,外加磁场方向与链起始时的方向致,由铁磁性球形颗粒形成的单链是理想的,链内颗粒之间的间距相等,并且颗粒大小相等在磁场作用下,铁磁颗粒被磁化产生磁偶极矩个磁偶极矩分别为,和,相距为的磁偶极子,它们间的磁相互作用能为。式中产,为磁流变液中载液的相对磁导率产。为真空中的磁导率假设磁流变液中链未形成聚集结构,链与链之间平行等间隔排列假设相邻链与链之间的间隔为,链内相邻颗粒之间距离为,颗粒半径大小为,链的方向与磁场方向致任取颗粒为坐标原点,建立维直角坐标系,如图所示记空间任意位置处颗粒坐标为,假设磁流变液发生剪切变形后,链偏离原来位置角度为大小相等,记为,并且方向相同,与磁场方向致,则式变为设剪切在方向,颗粒只发生方向位移,记为,则剪应变为答,有乙设剪切在方向,颗粒只发生方向位移,记为,则剪应变为答,有发生剪切变形后,颗粒新位置坐标为有乙将式,代人式,得位于坐标原点处的颗粒与位于空间各处的颗粒之间都有磁相互作用能,对式求和就可以得到位于坐标原点处的颗粒受到的磁相互作用能总和为式中艺为对空间各处颗粒求和体积为颗粒体积比浓度为甲的磁流变液中磁能密度为上式对剪切应变求导,即可得到由于磁场引起的附加剪切应力磁流变液中铁磁颗粒总数为有限值,可交换求和与求导的顺序,得退声名记。,。,。,间距排列,故都为整数令入由于链平行等子即相邪键间距离与链内相邻颗粒距离的比值,式成为为所考虑空间范围内离坐标原点最远处颗粒的坐标值如果不考虑周围链的影响,按照单链模型偶极子理论,磁流变液的磁致剪切应力为由上式即可得到按单链模型计算时的误差,且比误差与链内相邻颗粒距离无关链状结构的剪切屈服应力分析在磁场作用下,铁磁性颗粒均匀地形成条条单链假设链内相邻颗粒之间距离相等,链与链之间平行等间隔排列,从条链中提取出仅包含个磁性颗粒小球的单元体,如图所示单元体可认为是长方体,它的几何尺寸长宽都为,高度为。,单元体无限扩展后即为平行等间距链状模型令,则颗粒体积比浓度与单元体几何尺寸之间的关系可以表示为,即。磁流变体的研究状况及应用毕业论文。基液或称弥散剂的材质选择除从高绝缘性和绝磁方面考虑之外,还涉及到基液和弥散体的亲和力大小。高亲和力有利于减少沉淀作用,但有碍于粒子的迁徙和转动,从而增长反应时间而低亲和力作用恰恰相反。目前基液的选材基本定型,常用的有煤油变压器油和高级硅油等。活化剂的选择是现在研究中个热点,也是难点,它的好坏直接关系到性能的优劣。目前,人们主要是从防止沉淀的角度考虑,即从与基液的亲和力方面着手,国外资料对这方面还没有报道,国内的研究还处于初级阶段。问题。解决此问题的措施有加入活第章磁流理论研究科学技术的突破往往基于理论研究上的新成就,的流变效应理论方面的研究包括模式相变性能和参量间关系等方面在研究过程中,人们主要从理论推导试验模拟和有限元分析个方面开展工作。法国和美国中点偶极子矩相互作用力模式上,并用很小的钢球在空气中和在介质液中作相应的验证实验。数学模拟和有限元分析的代表人物是美国的,的华人陶奈甲等人用数学分析法给出了处于低场强时其屈服应力∝为外加场强,高场强时,∝,而在粒子饱和时饱和磁矩为,∝。其抗剪模量也有相应关系,该试验小组给出羰基铁作为弥散体的实验验证数据。很多研究人员是在试验的基础上来建立理论体系的关系式,美国加州州立大学将作成胶片,利用光镜研究液体变固体的演变过程,该试验给出演变过程的个区域的分界外加场强,和,并给出了外加场强和有关因素的关系,这种分区的提法和前面数学模拟法得出的结论致。虽然盘型磁流变流体阻尼器的动力特性在低频交流激励和高的交流磁场强度条件下是可控的,但是由于调制的出现,转子的运动时大时小,转子运动的范围随转子振幅的增大而增大当交流电压很大时,转子运动的范围般在系统的阶刚支临界转速附近最大由于转子的运动时大时小,转子也要发生周期性的变形,对转子的疲劳寿命将会产生不利的影响,因此从转子动力学的角度来讲,采用直流激励的磁流变流体阻尼器的特性优于采用交变激励时的动力特性实际上,上述的各种现象容易从磁流变流体的工作机理上加以解释磁流变流体的表观戮度之所以在磁场下发生变化是由于在磁场作用下磁流变流图不同电压频率时电压对转子系统不平衡响应的影响体中的磁性粒子发生了定向排列形成链或柱状结构所致磁流变流体中磁性粒子发生定向排列形成链或柱状结构需要定的时间,这个时间除了与磁性流体的特性有关之外,还与外磁场的大小有关磁流变流体中磁性粒子越多或激励磁越强,形成链或图不同电压时电压的频率对转子系统不平衡响应的影响柱状结构所需的时间就越短当磁场变化的周期大于链或柱状结构形成所需的时间,磁流变流体流变特性的可控性就会表现出来当磁场的变化周期小于链或柱状结构形成所需的时间,磁流变流体中就不能形成链或柱状结构,磁流变流体的流变特性的可控性就不会出现,因此高频磁场激励条件下磁流变流体阻尼器的特性与无磁场激励时的特性相同,转子系统的振动也不会发生变化结语本文在盘型磁流变流体阻尼器转子系统上详细地研究了交流磁场作用下盘型磁流变流体阻尼器转子系统的动力学特性,结果发现激励磁场频率对系统的特性产生十分显著的影响对于定的磁场强度存在着个能够影响系统特性的最大磁场频率,对于定的磁场频率存在着个能够影响系统特性的最低磁场强度虽然在激励磁场的频率低于最大磁场频率或激励磁场的强度大于最低磁场强度的条件下,交变磁场同样会影响盘型磁流变流体阻尼器的动力特性,但由于出现的调制使转子的振动时大时小,引起转子额外的周期变形,因此从转子动力学的角度来讲,采用直流磁场控制的磁流变流体阻尼的特性优于采用交变磁场控制时的动力特性实验设备使用的磁流变液,采用平均粒径的羰基铁粉和硅油制成。颗粒的体积百分比为。实验设备如图所示。使用铜制的容器来盛装磁流变液,这样可以让大部分的磁力线从磁流变液中穿过。磁场强度可以通过改变电磁铁中的电流来调节。磁感应强度用特斯拉计来测量,探笔插入样品中,由于颗粒的退磁作用,测量的结果会偏低。但是这不会影响相对值的比较。在磁流变液样品池内两侧测得磁感应强度几乎相同,这说明内部的磁感应强度是均的。设备基础是软铁制成,所有部件都安装在它上面。容器端用软铁磁芯和电磁铁封闭,另端是软铁芯的螺栓封闭,通过旋转螺栓,可以沿磁场方向挤压磁流变液。压力的大小可以使用压力传感器测量。基础螺栓磁流变液和电磁铁可以构成个完整的磁回路。个金属片铝制或铁制的插入磁流变液来测量挤压增强效应,拉出金属片的拉力用力传感器测量。也就是说,拉动金属片,直到结构破坏,就可以得到磁流变液的临界剪切屈服强度。使用上述设备,测量了磁流变液在不同磁场强度下和不同的挤压应力下的剪切屈服强度。图给出了用铝片测量的磁流变液在不同场强和挤压力下的屈服强度。测量结果用钻石点标出,数据被拟合成维曲面。为了更清楚地解释实验结果,提取部分数据建立了如图的维曲线。当没有挤压力时,剪切屈服应力几乎随着磁感应强度线性增加。在较低的挤压应力和下,曲线也显出同样的趋势。当挤压应力增加后,剪切屈服强度和场强关系曲线也随之提高。例如,当挤压应力达到时,剪切屈服强度在低场强下稳定地增加,在确定的场强下,突然快速增加。而挤压应力再增加时,如,剪切屈服强度的增加变得稳定下来。这种现象是由挤压增强效应引起的。低挤压应力情况下包括不挤压,颗粒未饱和时,抗剪力随磁场线性增长。当挤压载荷增加后,颗粒间距变得很小,偶极子的相互作用增强了,而建立的链状结构更难被破坏,所以表现为抗剪能力增强。挤压力越大,挤压增强效应越明显。如图所示,在高挤压载荷下,饱和现象更容易被观察到。而图和图是用铁片取代铝片测得的结果。除了相同的增加趋势以外,使用铁片的剪切强度大于使用铝片的结果。图给出了铁片和铝片的比较结果。它们都是在磁感应强度下测得的结果。在相同的压力下,铁片比铝片测得的结果要大很多。这种差别是壁面效应造成的。这同时造成了不同的破坏模式。使用铝片时,结构破坏发生在铝片和磁流变液的交界处。而使用铁片时破坏发生在磁流变液内部。这种现象表明铁片和磁