电流变液研究进展及最新动态──第5届国际电流变液、磁悬浮体 及相关技术研讨会评介

通过评介第５届国际电流变液、磁悬浮体以及相关技术研讨会，指出电流变液和磁流变液的应用研究有重要进展；磁流变液的剪切应力比电流变液大一个数量级，近来又受到重视；在机理研究中，要注意电流变液的表面效应、损耗对电流变效应的影响．本文还归纳了一些电流变液材料设计的思路．     

电流变液和电流变效应

电流变液是一种极有发展前景的新颖材料,通常由不导电的母液和均匀散布在其中的电介质微粒组成。对于外加电场的变化,它的力学性能可以作出迅速的响应,因而在工业上极具应用前景。本文将就电流变液的研究进行综述,涉及的内容有:电流变效应的机理、电流变液材料及其力学性能、应用和展望．      

电磁流变效应微磨头抛光加工电磁协同作用机理

将磨料混入以Fe3O4为分散粒子的电磁流变液作为抛光液,在电磁场耦合作用下形成电磁流变效应微磨头对玻璃材料进行抛光加工试验,通过考察不同电磁场耦合条件下玻璃材料的去除量,揭示了电磁流变效应微磨头抛光规律,建立了分散粒子的力学模型,深入研究了电磁流变效应微磨头抛光的电磁协同作用机理.结果表明:励磁电压为5V、电场电压3kV时,电磁流变效应微磨头材料去除量达到电流变效应微磨头的1.74倍和磁流变效应微磨头的5.71倍,产生了显著的电磁流变协同效应;电磁流变液分散粒子所受的电场力、磁场力和洛伦兹力产生的自旋力偶的综合作用决定了电磁流变效应微磨头链串的稳定性及其加工性能,在适当的电场和磁场耦合状态下能获得良好的电磁流变协同效应.     

电流变液的性能及其应用研究

简要介绍电流变液的研究进展，详细介绍了有关电流变液及其性能的研究，具体介绍了电流变技术在旋转机械转子系统、汽车发动机支座和悬架系统振动控制中的应用，概要介绍和分析了电流变液在其它方面的应用以及对电流变技术发展的展望．     

电流变液在两平行电极板间流动行为的实验研究

通过实验的方法研究了电流变液流经两间距为１．１ｍｍ的平行电极板的流动行为，实验所观测到的由于电流变液在电场作用下非均匀固化所引起的固相颗粒淤积与饱和过程、河道分岔和失稳等现象，对现有的有关电流变阀均匀流动模型提出了质疑，这为进一步深入理解电流变液的力学行为，建立新的理论模型提供了实验依据     

奇异的电磁流变液体

介绍电流变液体、磁流变液体的奇异性能，展望它们的应用前景．     

奇异的电磁流变液体

介绍电流变液体、磁流变液体的奇异性能，展望它们的应用前景．     

电流变液滑动轴承的数值研究

基于油膜内屈服面位置可能出现的4种情况，Tichy提出了用于Bingham流体滑动轴承特性及其屈服面位置的计算方法，在将该计算方法推广到电流变液滑动轴承的计算时，发现随着外加电场强度的变形，出现了轴承风屈服面位置不变的非物理结果，而且Tichy的方法只能适用于无限宽滑动轴承，为了对有限宽度的电流变液滑动轴承进行数值研究，采用了类Bingham模型，通过差分离散和超松驰迭代的方法对雷诺方程进行求解，计算结果表明：电流变流滑动轴承内的压力分布可以通过外加电场强度来控制，轴承间隙内屈服面位置随电场强度变化而产生的移动是使轴承润滑性能得以改变的重要力学机制；在轴承以高剪切速率运转时，由于电流变液表观黏度随电场强度的变化已经很小，该机制在轴承的设计中尤为重要。     

电流变阻尼器的动态特性实验研究

设计制造了一种多层滑动极板式电流变阻尼器，使用自制的电流变液，采用正弦激励，进行了这种电流变阻尼器的阻尼特性试验。研究了电流变阻尼器的载荷－位移迟滞特性和载荷－速率迟滞特性，同时研究分析了这种电流变阻尼器的周期能耗特性及等效粘性阻尼特性。结果表明，阻尼器的周期能耗量随外加电场强度的增加而增加，外加电场强度越大，阻尼器的等效阻尼系数越大。阻尼器的阻尼特性体现为库仑阻尼和粘性阻尼的组合，其中随外加电场强度可控的主要是库仑阻尼力，而且库仑阻尼力不仅与外加强度有关，也与阻尼器的运动速度有关。该阻尼器系统是一个强非线性系统，极板间电流变液在低剪切应变率时表现为Bingham塑性流体，在高剪切应变率时流变性态比较复杂，导致载荷－速率迟滞环出现多区域闭合现象。     

石油基电流变液中链结构的显微观察

利用显微观察技术连续记录了直流与交流电场下石油基电流变液中的显微结构变化,比较了两种电场下成链、链生长、断链的差异,这种差异包括颗粒的运动、链的形状以及断链时有无崩裂现象,并且分析了造成这种差异的原因,认为交流场下出现的链崩裂现象是由约翰逊-拉贝克效应造成的,通过石油基电流变液在直流、20Hz、50Hz三种电场条件下显微链结构的对比,得出结论横跨两极的链总的横截面积是影响剪应力大小的一个重要因素。     

磁流变液屈服应力的管道流测试方法研究

设计加工了一套磁流变液测试设备，并对由不同组分的铁粉／硅油组成的磁流变液进行了一系列的实验测试，结果表明：用钴纳米粒子修饰铁粉可以提高此种磁流变液的屈服应力，而用醋酸处理铁粉会严重减弱其屈服应力。     

钛酸钙系电流变液在直流电场下损耗模量的研究

研究了直流电场下钛酸钙系电流变液在动态振荡剪切模式下损耗模量的变化。用流变仪测试了不同颗粒体积分数材料在不同的温度和电场下损耗模量随应变的关系曲线。讨论了颗粒体积分数、温度、电场强度以及频率对材料损耗模量的影响。以理论推导和试验数据拟合的方法给出了损耗模量与颗粒体积分数、振荡频率、温度以及电场强度等参数的半经验数学关系式。理论值对比试验结果表明,本文损耗模量表达式与试验结果符合较好,可以用于预测直流电场下钛酸钙系电流变液在动态振荡剪切模式下颗粒体积分数、温度、电场强度、频率和剪切应变对损耗模量的影响。     

矩形截面管内电流变液的流动

基于伽辽金方法，导出了矩形截面直管内泊肃叶流动的一阶和二阶近似解．在此基础上，研究了电流变单链的变形问题，并得到了描述它形状的多项式函数．     

端部控制磁流变液阻尼器实验研究

以提高磁流变液阻尼器控制性能为目的,分析了活塞式磁流变液阻尼器结构特点,并提出了端部阻尼器结构;通过实验研究明确了磁流变液流经圆形截面和矩形截面的力学特性,总结了磁流变液流经不同类型和尺寸的小孔的粘性阻尼力特性和磁场作用时的磁场效应,并得出了提高端部阻尼器控制性能的方法和措施。设计出控制性能较好的矩形截面孔的端部控制磁流变液阻尼器。给出阻尼器最大阻尼力和可控比与线圈磁场强度关系。     

磁流变液体的流变力学特性试验和建模

从唯象角度讨论磁流变液体的流变力学特性。基于对磁流变液体的试验 ,讨论了磁感强度、温度和剪切应变速率等对磁流变液剪切应力的影响 ;建立了描述磁流变液剪切应力的 Bingham模型、广义 Bingham模型和非线性模型。     

电流变阻尼器动力特性的研究

电流变液是一种可控流体，它在电场的作用下可从牛顿流体变为屈服剪应力较高的粘塑性体，且这种变化连续，可逆，迅速。本文在简要介绍了电流变阻尼器的原理和特点后，就电流变阻尼器的动力特性，如流量和阻尼力等，建立模型，将流体流动分为剪切流动和压差流动两种情况进行了讨论，并进行迭加，使流量和阻尼计算公式得到修正和完善，最后对阻尼力进行简化，提出压差流动占绝对优势，完全可以反映电流变阻尼器的阻尼特性，为进一步实现对阻尼器的控制提供了理论基础。     

电流变液与压电陶瓷复合的自耦合阻尼器

基于智能结构的思想,率先提出设计制作电流变液和压电陶瓷复合的自耦合阻尼器．相比于通常的电流变液阻尼器,该自耦合阻尼器采用压电陶瓷响应外界振动而输出高电压,激励电流变液体工作,从而省去了外加高压电源．随外作用力变化,激励电流变液的压电陶瓷电压自动改变,阻尼器具有自适应的特征,省去了通常的计算机等控制系统．研制的第1代电流变液／压电陶瓷阻尼器实现了自适应的控制过程,显示了良好的减振性能．在第2代产品中采用了新的设计,提高了阻尼器的结构稳定性和可靠性,使阻尼器整体性能得到提高．     

内通道式磁流变阻尼器研究

设计制作了一种新型的内通道式磁流变液阻尼器,该阻尼器的流场通道位于线圈内部,磁流变效应发生在两层固定的平板区域之间,并能保持磁流变液的流向与磁感应方向垂直,即保证磁流变液的大面积成链,产生大的可控阻尼力,又具备失效安全性;根据宾汉模型,建立了阻尼器的准静态力学模型;最后对研制的阻尼器进行动力学实验研究,并与理论结果进行比较,二者吻合较好。     

介电流变弹性体的电致变形与电流变效应研究

介电弹性体(Dielectric Elastomer,DE)具有显著的电致变形效应,刚度无法调控是制约其应用的关键瓶颈问题.本文将具有电致变模量特性的电流变弹性体(Electrorheological Elas-tomer,ERE)与商用介电弹性体VHB4910层叠复合,并涂覆柔性电板,制备介电流变弹性体(Dielec...     

履带车辆磁流变减振器响应时间研究

磁流变减振器是应用磁流变液在强磁场下的快速可逆变特性而制造的一种新型振动控制装置,是履带车辆主动悬挂系统的核心部分。本文从理论上分析磁流变减振器响应时间的组成,在磁流变液的Bingham模型和流体力学的基础上,分析了流体流变响应时间的影响因素,提出了近似算法,并在磁流变减振器的实验基础上,作出阻尼力与位移的曲线图,求出阻尼力突变并达到稳定的响应时间。