目錄
第一章磁流變體材質(zhì)和結(jié)構(gòu)………………………………………………………3
第二章磁流變體相關(guān)實(shí)驗(yàn)及理論研究……………………………………………4
2.1磁流變體的研究方式…………………………………………………………4
2.2相變和成核理論…………………………………………………………….4.
2.3磁流變液剪切屈服應(yīng)力的數(shù)值分析…………………………………………5
2.4實(shí)驗(yàn)研究影響磁流變效應(yīng)的因素………………………………………….12
2.5交變磁場下盤型磁流變流體阻尼器的動力特性………………………….18
2.6磁流變液擠壓增強(qiáng)效應(yīng)的研究…………………………………………….25
第三章應(yīng)用前景………………………………………………………………….29
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………….31


























磁流變體的研究狀況及應(yīng)用




摘要:簡單回顧了磁流變體研究的歷史,介紹了該種致流變體近年來的研究進(jìn)展和在航空工業(yè)
等領(lǐng)域中的應(yīng)用情況,并給出了我國進(jìn)行磁流變體理論研究和產(chǎn)品開發(fā)的一些思路。
引言
致流變體是智能材料中的一個重要分支,深受國內(nèi)外科學(xué)界重視,其構(gòu)成有磁流變體(MR)和電流變體(ER)。兩者都是懸濁液,在強(qiáng)磁場或強(qiáng)電場下, 發(fā)生流變效應(yīng),使其粘度及屈服強(qiáng)度大大提高。ER和MR在本世紀(jì)40年代分別由美國人W.Winslow和J.Rabinow提出,此后各國把主要精力和財力投入在ER的研究中,只是在近年來,提高ER強(qiáng)度和穩(wěn)定性的研究遇到困難,才把主要方向轉(zhuǎn)向MR研究。實(shí)質(zhì)上,ER和MR是相互聯(lián)系的。磁流變體英文名字為Magnetorheological Flu- ids,簡稱MR,我國研究人員有時也稱為磁流變液。MR一般由基液、彌散質(zhì)、活化劑三部分組成,基液一般選用植物油和礦物油,彌散質(zhì)選用磁性微粒,加入活化劑是為了增強(qiáng)流變效應(yīng)和解決MR沉淀問題。
在致流變體中,MR與ER功能相似,但MR的強(qiáng)度要比ER高1~2數(shù)量級,從而可以縮小容載器的體積; MR適應(yīng)的工作溫度寬, ER的工作范圍為-25~125℃,而MR的為-40~150℃;不受雜質(zhì)的影響,因而化學(xué)穩(wěn)定性也強(qiáng)于ER。從安全用電方面考慮,ER采用了高電壓(1~5kV),而MR采用低電壓(12~24V)。從而可以說MR比ER更加實(shí)用,以MR代替ER將是致流變體的必然。
關(guān)鍵詞: 磁流變液 剪切應(yīng)力 智能材料








第一章磁流變體材質(zhì)和結(jié)構(gòu)
致流變體在外加場強(qiáng)作用下,其粘度顯著提高的原因是鏈狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生,MR抗剪強(qiáng)度大于ER是由于MR中磁性鏈間粒子間吸引力高于ER中電極性粒子吸引力,因而在尋求高強(qiáng)度MR彌散質(zhì)時,人們著眼于:
(1)流變效應(yīng)是一種可逆變化,因此,它的磁滯回線必須狹窄,內(nèi)聚力較小,而磁導(dǎo)率很大,尤其是磁導(dǎo)率的初始值和極大值必須很大。
(2)磁流變效應(yīng)應(yīng)具有較大的磁飽和強(qiáng)度,以便使得盡可能大的“磁流”通過磁流變體流體的橫磁截面,從而給顆粒相互間提供盡可能大的能量。
(3)磁流變體在接通交流電的工作期間內(nèi),全部損耗都應(yīng)該是一個很小的量。
(4)磁流變體中的強(qiáng)磁性粒子的分布必須均勻,且分布率保持不變,這樣才能保證其高度磁化及穩(wěn)定性。
(5)為了防止磁流變體被磨損并改變性能,磁流變體必須具備極高的“擊穿磁場”。
(6)一般來說,磁流變體的穩(wěn)定性不應(yīng)隨溫度變化而改變,即在相當(dāng)寬的溫度范圍具有極高的穩(wěn)定性。
現(xiàn)在MR流體中所用的磁性材料多是由鐵、鈷、鎳等多疇材料組成,其比重都比基液相的比重大,因而沉淀是一個大化劑的方法,類似于乳化液把彌散質(zhì)和連續(xù)相聯(lián)結(jié)起來。而白俄羅斯的Kordonski則采用把極細(xì)的硬磁性材料和較大的軟磁性材料同連續(xù)相一起混合的方法來防止沉淀。針狀硬磁性材料的一端均勻地附在軟磁性材料粒子的表面,使之成為一個個“蒲公英”,從而改善了沉淀問題。通過此種方法,他們得到的MR流體比僅用硬磁性材料時的剪切強(qiáng)度增大4倍。另外一種解決方法是密度適配法,但此法受溫度影響較大而不穩(wěn)定。
美國的Lord公司報道了6種合金磁流變液制備結(jié)果,所使用的固體顆粒為鐵-鈷,鐵-鎳,鐵-鈷-釩等合金的超細(xì)粉末,當(dāng)固體顆粒體積比為0.25,在550kA/m(7000Oe)的磁場強(qiáng)度下,這些材料的動態(tài)屈服應(yīng)力可達(dá)到20~48kPa。
EMR是電磁流變效應(yīng)的簡稱,EMR效應(yīng)的研究也引起了人們的重視,日本米澤大學(xué)的K.Koya- ma比較細(xì)致地研究了EMR流變疊加效應(yīng)。他們用自己制造的平行板流變儀來研究EMR的疊加,在研究中發(fā)現(xiàn),當(dāng)電場與磁場平行施加時,可以發(fā)現(xiàn)EMR的顯著疊加效應(yīng),平行疊加導(dǎo)致生成許多平行于場的鏈,而垂直疊加則導(dǎo)致生成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)今的MR流體的主要弱點(diǎn)是響應(yīng)時間較長, 由于磁流變效應(yīng)的研究剛剛起步,因而對磁流變體響應(yīng)時間的報道不多,對磁流變體溫度效應(yīng)的報道也很少。