基于Maxwell-Rivlin-Ericksen理论的MRM本构关系的算法探究

从Maxwell电磁场理论出发,得到磁流变材料的电磁学本构方程,基于Rivlin-Ericksen理论,结合质量守恒定律及动量守恒定理,提出了普适的磁流变材料Cauchy应力σ的一种本构关系.与牛顿粘性流体及热力学第二定律相结合确定了算法中磁流变材料本构关系的基本参数.以平行板间磁流变材料运动为算例,计算结果验证了本模型切实有效.最后与美国Lord公司配置的典型磁流变材料MRM-132LD结果进行比较,结论吻合良好,希望该工作能有力推动磁流变材料的迅猛发展.     

主链含酰亚胺环和炔基的聚酰亚胺型聚氨酯弹性体的合成及阻燃性能

以均苯四甲酸酐、 D,L-苯丙氨酸和1,4-丁炔二醇为原料合成了一种含有酰亚胺环和炔基的二醇, 并以其为扩链剂, 采用预聚体法, 与4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)反应, 合成了不同硬段含量的主链含有酰亚胺环和炔基的热塑性聚酰亚胺型聚氨酯弹性体. 用红外光谱(FTIR)、 电子拉力机、 热失重分析(TG)、 广角X射线衍射(XRD)、 UL-94垂直燃烧和极限氧指数对聚酰亚胺型聚氨酯弹性体进行了表征. 结果表明, 这种聚氨酯呈现出无定形结构; 其拉伸强度随着硬段含量的增加而增大; 与传统的热塑性聚氨酯相比, 酰亚胺环和炔基改性的聚酰亚胺型聚氨酯弹性体的热分解过程非常缓慢, 呈现出较好的热稳定性; 不同硬段含量的聚酰亚胺型聚氨酯弹性体的UL-94垂直燃烧均达到V-2级别; 其极限氧指数随着硬段含量的增加而增大.     

若干先进电磁材料结构的断裂与稳定性等力学特性的理论研究 (优秀博士学位论文介绍)

超导材料、介电弹性材料和压电功能梯度材料等先进电磁材料及其结构的制备与应用研究已为当前物理、材料、力学、工程等众多领域的学者所关注,其力学特性的研究是这类材料应用中遇到的基础性课题之一。本博士学位论文针对这些先进电磁材料不同的力-电-磁多场耦合特性开展了电磁材料及结构的断裂与稳定性等力学特性的理论建模和定量分析研究,主要研究内容分为如下的三方面。     

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介质在发牛弹性形变时,由于泊松系数的存在,会发生横向变化,使得工程应力和工程应变不相等.而且实际工程测量中比较容易得到的是工程应力和工程应变得测量结果.因此这就有必要研究在线弹性阶段工程应力和工程应变之间的关系.对常见的拉伸和剪切形变情况下弹性体的工程应力与工程应变的关系做一初步的讨论.     

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20世纪以来,科学家对于周围世界的不懈探索导致了一系列崭新学科的诞生,分形几何和软物质科学就是两个典型的例子.     

磁流变阻尼器半主动控制方法的实验研究

由于磁流变阻尼器是一种高度非线性的装置,因此建立与之相适应的控制系统是半主动控制问题的关键。本文采用改进的Bingham模型建立了磁流变阻尼器的动力学特性模型,根据天棚阻尼开关控制、天棚阻尼连续控制和模糊控制三种控制方法,确立了从系统速度响应到磁流变阻尼器励磁电流之间的关系,并开发了一套半主动控制系统。在一个两自由度的简化车辆试验平台上进行半主动控制试验,对比研究了三种控制方法的控制效果。实验结果表明,在1.3Hz~2.0Hz的低频段内,开关控制的最佳减振效果为15.1%,连续控制的最佳减振效果为14.9%,模糊控制的最佳减振效果为20.1%。可见,三种控制方法都能有效的减小车体的振动,模糊控制的减振效果最佳。     

新型高效催化剂乙烯/1-丁烯气相齐聚和共聚制备弹性体及其结构与性能关系

用新型催化体系TiCl₄,Ti(OBu)₄/MgCl₂,SiO₂和ZnCl₂/醇/AlR₃催化乙烯与1-丁烯气相均聚及共聚,制得两种共聚物弹性体,发现新型催化剂体系具有独特的齐聚和原位共聚性能.采用¹³CNMR测定了共聚物链序列分布结构,观察到共聚单体在聚合物链中分布不均匀,存在较长的乙烯链段和较多的1-丁烯嵌段.产物DSC谱图表现出复杂的结晶熔融行为,存在多种结晶形态,出现熔融肩峰及双峰,与通常制得的LLDPE的结晶熔融行为有很大差别;结晶度和密度较低,并具有弹性体性质.     

热塑性聚氨酯弹性体中的氢键作用──动态力学分析

采用动态力学分析方法研究了一系列由聚四氢呋喃(M_n=2000)、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯以及N-甲基二乙醇胺、1,4-丁二醇和1,2-丙二胺三种不同的扩链剂合成的TPU中的氢键作用.发现这种氢键作用符合Arrhenius型的温度依赖性.从弹性模量-温度关系曲线上估算出氢键解离活化能和物理交联密度     

磁流变体流变学特性研究

对所研制的矿物油介质和硅油介质磁流变体样品的零场粘度、磁流变性能、示功及速度特性进行了系统的测试和分析,并对其影响因素进行了详细的讨论.研制的磁流变体零场粘度小于0.5 Pa s(γ=81 s-1)且具有良好的粘温特性; 磁流变体的剪切应力接近和超过70 kPa(B=6000 Gs); 在智能减振器的应用试验中获得理想的示功特性曲线.     

磁流变液效应对远端流场的扰动

研究了磁流变液效应对远离磁极的流道中流动的扰动问题.通过双腔型结构器件的动态力学响应以及混合流模式的流动分析,揭示了当磁流变液离开磁极后,由于剩磁的影响,磁极后方的管道中的流动将受影响,主要表现在流过管道的介质的体积比浓度将发生显著变化.