软性沉降磁流变液的研制及性能实验研究

首先从磁性颗粒的沉降状态出发，提出了磁流变液软性沉降的概念及形成途径；而后在此基础上，研制成功了两种以OP乳化剂和有机粘土为触变剂的、具有软性沉降特征的磁流变液；最后探讨了两种添加剂的作用机理。     

不同体积分数磁流变液对其剪切特性的影响

为研究不同体积分数磁流变液的剪切性能,分别制备出不同体积分数(10%、20%、30%、40%)的四种磁流变液;使用流变仪分别测出这四种磁流变液在不同剪切速率(0～1 000 s~(-1))下的剪切应力和表观黏度,分析其剪切性能;并用Bingham模型进行拟合,得到剪切应力、表观黏度和体积分数之间的定量关系。结果表明:在相同的体积分数下,随着剪切速率的增加,磁流变液的剪切应力缓慢增大,表观黏度呈指数下降;剪切速率不变的前提下,随着体积分数从10%增大到40%,磁流变液的屈服应力从3. 9 kPa增大到14. 2 kPa,表观黏度明显增大,塑性黏度系数从3. 2增大到3. 7,流动特性指数n减小。可见,体积分数高的磁流变液其剪切性能越好,在智能机构等方面得到广泛应用。     

磁流变液沉降稳定性改进及对流变性能的影响

对影响磁流变液沉降稳定性的颗粒表面性质、固／液界面性质和大小颗粒之间相互作用等因素进行了实验研究和探讨,实验结果表明：磁流变悬浮液体的稳定性取决于固相颗粒这间的静电排斥作用或固－液界面分子构型所产生的空间阻效应;对于颗粒径度较大的分散体系,通过改善粒子表面的结构,依靠体系的结构力学性质改善粗大颗粒悬浮液体的沉降稳定性。     

参数自适应型蓄能器磁流变液工作腔的分析

针对一种参数可变液压蓄能器样机(其充气压力、充气体积、工作介质阻尼系数及进油口结构参数能够根据液压系统工况变化实时调整),采用磁流变液作为其主要工作介质之一,通过磁流变液工作腔实时调整样机的阻尼系数,以满足不同液压系统动态特性的要求.重点研究磁流变液工作腔的结构及其外加电磁线圈磁路,在此基础上建立该部分数学模型,并将其与参数可变蓄能器样机整体数学模型结合进行理论分析,最后通过实验研究验证结构设计及理论分析的正确性.     

基于开放极板电容器的磁流变液沉降原位监测研究

实时原位监测可以感知阻尼器件内部磁流变液沉降状态,以主动分散提升器件可用性。通过研究磁流变液浓度梯度与沉降体介电常数的关系,构建了开放电容式磁流变液沉降状态原位监测方法与系统。开展了电容中心柱极高度对磁流变液准静态沉降过程电场分布影响的仿真分析,并通过沉降监测试验表明：系统能够有效地监测磁流变液静置沉降状态;随着沉降体浓度增大,其介电常数相应增大,开放极板电容器电容值增大;随着沉降进程的发展,沉降速率逐渐降低。     

汽车磁流变液阻尼器特性分析与实验

将磁流变液在环形阻尼通道的流动简化为无限宽平板间的准稳态流动,建立了磁流变液平板准静态流动方程,利用磁流变液的双粘本构模型,以及磁流变液流动的边界条件和相容条件,通过求解微分方程得出了磁流变液流动速度分布理论表达式,在给定活塞速度和环形通道的几何尺寸条件下,对磁流变液阻尼器的阻尼力进行理论预测.按照某微型汽车前悬架的技术要求,设计和制作了汽车磁流变液阻尼器,并对此进行了示功特性台架测试,试验结果表明：所提出的理论分析模型和设计原理是可行的.     

实验研究影响磁流变效应的因素

磁流变液是由导磁微粒、载液及添加剂组成的悬浮液,因其独特的磁流变效应,在液压、制动振动、驱动、密封等主动和自适应控制方面具有广阔的应用前景．研究磁流变效应是开发磁流变液、优化磁流变液性能以及开发工程应用的关键．为此,应用实验方法研究了磁场强度、微粒的磁化率、体积百分比浓度、微粒大小、添加剂等对磁流变效应的影响,表示了磁流变效应对各种影响因素的响应特性,并分析讨论了其影响机理,为工程开发和制造磁流变液提供了可靠依据,为磁流变技术的发展提供了理论基础．     

磁流变液引信延期解除保险机构特性分析

针对准流体延期解除保险机构存在的缺陷,该文依据流体力学基本公式、磁流变液相关特性及引信环境参数,在合理假设基础上,建立了引信离心式磁流变液延期解除保险机构延期时间模型,推导出延期时间公式;利用磁导法进行了磁路设计,采用电磁场分析软件Ansoft对所设计的磁路进行数值仿真,通过仿真验证了在此磁路中磁流变液的平时安全性以及工作时泄流可靠性.通过综合分析,提出了一种使用磁流变液替代准流体的新型延期解除保险机构,该机构具有在中大口径引信中推广应用的价值.     

磁流变液管道流模式流动行为的实验研究

通过实时显微观测，描述了磁流变液在管道中的流动行为.从观测到的一系列新的流动现象中可看出目前通用的均匀连续介质模型和管道流测试手段有不合理之处.这一工作为进一步深入理解磁流变液的力学行为和性质，建立新的更合理的理论模型提供了实验依据.     

磁流变液相变研究

基于简单偶极子模型计算磁流变液体系的自由能,考虑了体系中粒子的渗透压,研究磁流变液的液固相变.结果发现当外加磁场超过一临界值时,体系发生由液相向固相的转变,同时温度变化也引起磁流变液的相变.     

磁流变液铁磁颗粒的动力学分析

分析磁流变液铁磁颗粒的受力和运动特点对研究磁流变液微观机理至关重要。基于磁偶极子理论,比较全面地分析了磁流变液中的铁磁颗粒在外加磁场作用下所受到的力,并对这些力进行了比较。同时,研究了颗粒可能的运动方式。分析结果表明,磁力、载液的粘性阻力和颗粒间的排斥力是颗粒的主要受力,平动是颗粒的主要运动方式。并通过数值模拟手段,得到磁流变液在磁场作用下的链柱状微结构,从而证明该动力学分析的有效性。     

磁流变液稳定性的影响因素研究

本文以磁流变液中的磁性粒子为研究对象,分析了外磁场、重力场、磁偶极子对及Vander Waals力对其稳定性的影响,对磁流变液的制备具有一定的指导作用。     

高稳定磁流变液的制备和性能分析

采用X-ray衍射、扫描电子显微镜及振动样品磁强计等表征手段,研究通过气体渗氮在羰基铁颗粒表面形成的氮化物薄层,分析了羰基铁颗粒氮化后的形貌、抗氧化性能和磁性能。将氮化后的羰基铁粉加入高分散性添加剂,用高速分散的方法制备了高稳定磁流变液,分析了该磁流变液的磁性能、流变性能和抗沉降性能,并研究了该磁流变液在器件应用中的稳定性。结果表明：采用该工艺制备的磁流变液的摩擦系数降低至0.054,3个月沉降＜10%,零场黏度≤1.0 Pa·s,最大剪切应力≥60 kPa,在20～125 ℃范围内,阻尼器阻尼力最大衰减率14.3%。氮化提高了磁流变液悬浮相的表面抗磨、耐蚀性能,改善了磁流变液抗沉降团聚稳定性。     

盘式磁流变液离合器的设计与分析

磁流变液离合器是一种利用磁流变液剪切应力来进行离合的一种装置,它传递的力矩随外加磁场的变化迅速变化.本文在理论上给出了盘式磁流变液离合器的设计方法,推出了磁流变液离合器传递力矩的方程,得出了盘式磁流变液离合器中磁流变液体积、厚度等的计算公式.为盘式磁流变液离合器的设计奠定了理论基础.     

浓度推动力对液液传质速率的影响

选用几种液液体系，研究了浓度推动力引发的界面扰动对传质速的增强效应，实验在扩散槽中进行，利用激光全息干涉装置拍摄了界面现象的全息图，结果表明，由于界面扰动，传质总系数可增大１．５－４倍，获得了传质系的关联式。     

磁流变液屈服应力测试研究综述

基于对磁流变液屈服应力的理论分析,本文分别介绍了国内外对磁流变液屈服应力测试的研究现状,阐述了常用的圆筒法、平行圆盘法、管流法和平板提拉法等测试方法,总结了各种方法的优缺点,展望了未来磁流变液屈服应力测试的发展方向,对磁流变液的理论和应用研究有着重要的现实意义。     

基于磁流变液阻尼器的拉力器磁路分析

磁流变材料作为一种新兴的智能材料,因其具有良好的磁流变效应,而越来越受到学者的关注。根据磁流变效应设计的磁流变液阻尼器具有结构紧凑、功耗低、阻尼力大、动态范围广、响应速度快等特点,其阻尼力可通过调节外加磁场大小来控制,在工程上有广泛的应用前景。传统拉力器存在材料种类单一、拉伸倍数小、体积大、使用寿命短、重量大、难拆卸、不易携带等缺点。该文主要针对磁流变液阻尼器的磁路结构,利用MAXWELL软件进行磁路仿真。分析了活塞结构的变化对磁流变液阻尼器磁场分布的影响,为磁流变液阻尼器应用于拉力器的结构设计提供了依据。     

传动装置中磁流变液瞬态流动特性的数值计算

为了了解在突加磁场情况下磁流变液在传动装置中的瞬态流动特性,基于Bingham模型和纳维-斯托克斯方程,利用有限差分法对传动装置中磁流变液的瞬态流动特性进行了数值计算.结果表明：工作间隙产生磁场后,磁流变液剪应变率和角速度分布变化明显,临界屈服面在主动转子的内表面形成,随后其半径逐渐减小,达到稳态后保持不变;当传动装置的流变响应时间随外加磁场增大而缩短时,滑差转速越大滞后时间越长;在工作间隙产生磁场时,主动转子传递转矩逐渐减小,从动转子传递转矩逐渐增大,最终两者趋于一致.该结果为磁流变传动装置的设计和性能评估提供了理论依据.     

磁流变液阻尼器的实验研究

利用美国Lord公司生产的MR-132D磁流变液体,设计了一种小孔节流型阻尼器．该阻尼器通过在MTS实验机上实验,获得了较好的响应速度和磁滞曲线．但当振幅较小或频率较高时,阻尼特性下降．     

磁流变液减振器及其振动控制技术概述

在振动控制领域,基于新型磁流变液材料制成的减振器正得到越来越广泛的应用,应用磁流变液减振器对机械设备进行减振防护是近年来减振技术研究的热点之一。阐述磁流变减振器的类型及技术特点,对比几种常用的振动控制方法的优异性,讨论磁流变减振器的实用价,指出磁流变液减振器是目前减振设备的开发方向。