Damping of Magnetorheological Elastomers

利用改装后的力磁耦合动态测试系统实验研究了磁流变弹性体在磁场下的阻尼性能. 实验得出了外加磁场的磁感应强度、基体的本征阻尼、铁粉含量、动态应变以及激励频率对磁流变弹性体阻尼的影响规律. 发现了磁流变弹性体的阻尼在很大程度上是由基体和颗粒之间的界面滑移所决定的. 而且该界面滑移不同于一般复合材料,它会受到外加磁场的影响..     

Enhancement in Magnetorheological Effect of Magnetorheological Elastomers by Surface Modification of Iron Particles

为了研制具有高磁流变效应的磁流变弹性体,从新的化学修饰的角度制备了各向异性的橡胶基磁流变弹性体. 阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和复合表面活性剂等三种不同类型的表面活性剂分别用于修饰铁颗粒. 使用力磁耦合动态测试仪测量磁流变弹性体的动态剪切模量,并计算材料的磁流变效应. 测试结果表明,当Span 80的含量为15%时,材料的相对磁流变效应可达到188%,除了表面活性外,Span 80的增塑效应也有利于相对磁流变效应的增加. 当使用具有强表面活性的复合表面活性剂修饰铁颗粒时,用量只需0.4%,便可使相对     

基于多链模型的磁流变弹性体剪切模量的数值分析

从颗粒间的磁相互作用能出发,利用磁能密度的变化,计算了磁流变弹性体的磁致剪切模量.考虑了链内颗粒和相邻链中颗粒的影响,修正了磁流变弹性体的磁偶极子模型.构建了 BCT 结构计算模型,对含柱状结构的磁流变弹性体进行了计算.计算结果表明,传统的点偶极子模型高估了磁流变弹性体的磁致剪切模量；在提高磁流变弹性体的磁致剪切模量方面,颗粒体积比浓度较小时,链状结构比柱状结构要好；而当颗粒体积比浓度较大时,柱状结构优于链状结构.     

二维磁流变包层声学超材料*

该文构建了以钨为内核、环氧树脂为基体、磁流变弹性体作为包层的二维局域共振型声学超材料,采用有限元方法分析了声波的能带结构、透射率、振动模。研究结果表明:利用外磁场可以调控磁流变弹性体包层的弹性模量,从而调节声学超材料带隙的中心位置和宽度,还可以通过改变磁流变弹性体包层的厚度来调节带隙的中心位置和宽度。这些方法对可调型声学超材料的设计有重要的参考意义。     

基于分布链修正的磁流变弹性体的物理模型

在考虑磁流变弹性体中链的方向分布的基础上,对磁流变弹性体的偶极子模型作出了修正.用局部场的方法计算了链的势能,引入了分布函数来描述链的分布,并分析了与磁场方向不一致的斜链的磁流变效应,进而通过积分叠加求得含有分布链的磁流变弹性体的磁流变效应.在磁流变弹性体的理论模型中,引入了制备磁场和基体性质等影响因素.     

Analysis and Verification on the Chain-like Model with Normal Distribution of Magnetorheological Elastomer

在磁流变弹性体链化模型的基础上,引入斜链夹角的正态分布,采用偶极子法从理论上分析了诸多因素对磁流变弹性体磁致剪切模量的影响,包括颗粒链的初始倾斜角、外加磁场强度、剪应变大小等,并进行了实验验证.     

光学元件精密加工中的磁流变抛光技术工艺参数

为了充分掌握磁流变抛光中磁场强度、浸入深度、抛光轮转速、磁流变液水分含量等工艺参数对抛光结果的影响规律,以期提高元件的面形精度和表面的质量,在研究了磁流变抛光材料的去除数学模型的基础上,结合实验室的PKC100-P1型抛光设备,对上述的关键工艺参数分别进行了研究,设置了一系列的实验参数,进行了详细的实验探索,分析了单因素条件下材料的去除量以及元件表面质量同关键工艺参数的内在联系,得出了相应影响关系曲线。从关系曲线表明:工艺参数对抛光斑的去除效率以及被加工元件表面质量存在着明显的影响规律,掌握这些影响关系就能用于分析和优化磁流变加工的结果,为高精度光学表面的加工提供可靠的保障,同时实验的结果也很好地验证了磁流变抛光材料去除理论的正确性。     

Effect of Cyclic Deformation on Magnetorheological Elastomers

采制备了铁颗粒含量分别是60%,70%和80%的三种材料,在应变幅值为50%,75%和100%的循环加载条件下,利用改进后的动态力学分析仪测试了循环加载后材料的储能模量和损耗模量. 结果显示铁颗粒含量为70%和80%的样品,其储能模量和损耗模量都和循环加载的幅值以及循环加载的次数有关,铁颗粒含量为80%样品受加载条件的影响尤其明显. 但铁颗粒含量为60%的样品,其性能却与循环加载的幅值和次数无关. 为了更好的研究磁流变弹性体受循环加载后的性能,样品还进行了准静态拉伸测试,并用扫描电镜对测试的样品进行了原位观察.     

磁流变体的制备及性能

对以羰基铁粉、硅油和烃类油为悬浮相和悬浮介质,通过适当添加剂和工艺制备的磁流变体材料,制备方法、磁流变性能及影响因素进行了研究,认为是具有良好综合性能的磁流变体材料。制备的磁流变体具有较低的零场粘度（0．4－1．5Pas),较高的剪切应力（τ=50-75kPa)和良好的稳定性及阻尼性能。     

磁流变抛光材料去除的研究

磁流变抛光是近十年来的一种新兴的先进光学制造技术 ,它利用磁流变抛光液在梯度磁场中发生流变而形成的具有粘塑行为的柔性“小磨头”进行抛光。被抛光光学元件的材料去除是在抛光区内实现的。首先简要阐述了磁流变抛光的抛光机理 ,然后利用标准磁流变抛光液进行抛光实验。研究了磁流变抛光中几种主要工艺参数对抛光区的大小和形状以及材料去除率的影响情况。最后给出了磁流变抛光材料去除的规律。     

基于链化分析的磁流变液剪切屈服应力模型

基于磁性颗粒在磁场作用下的链化分析和统计分析方法,建立了磁流变液的宏观屈服剪应力的分析模型.模型考虑了磁感应强度、颗粒尺寸、体积分数、剪应变率以及饱和磁化强度等因素,能描述不同剪切应变率下剪切应力的变化及在高应变率下可能出现的剪切稀化效应.分析了不同因素对剪切屈服应力的影响,讨论了提高磁流变液剪切屈服应力的途径.分析表明,该模型的计算结果能较好地描述有关实验现象,并可用于高性能磁流变液的设计分析.     

Radiation Vulcanization of Magnetorheological Elastomers Based on Silicone Rubber

介绍了两种制备磁流变弹性体的硫化方法即高温硫化和辐射硫化. 研究中采用动态力学分析仪(DMA)测量了样品的动态力学特性.特别是对样品的磁流变效应和耐久性进行了详细的测试. 实验结果表明,经过辐射硫化的样品具有更大的零场模量和磁致模量,以及更好的磁流变效应和耐久性. 为了解释这些结果,文章对样品的体积形变和增塑剂渗出都作了详细的分析. 在硫化过程中样品的体积保持稳定是辐射硫化样品具有大磁致模量的重要原因,而增塑剂渗透性小也是辐射硫化样品具有高磁流变效应和耐久性的重要因素.     

磁流变智能液场致微结构变化的Monte Carlo模拟

从磁流变液中存在的各种相互作用势出发，对Ｎ＝１００个球形羰基铁颗粒均匀分布于一正方形二维体系之中的物理模型，利用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法和Ｍｅｔｒｏｐｌｉｓ算法着重计算了磁流变智能液的场致微结构变化。计算结果表明，磁流变液（ＭＲＦ）的流变效应在外磁场中的变化是由于其ＭＲＦ中磁性颗粒的成链团簇有序化所致。这与磁流变液在外磁场中熵的下降和对ＭＲＦ的光学显微镜观察结果是一致的。     

磁流变抛光工艺参数的正交实验分析

对利用自行配制的水基磁流变抛光液和磁流变抛光实验样机进行了以抛光去除效率和表面粗糙度为考核指标的工艺实验。应用正交试验方法分析了磁流变抛光中主要工艺参数(磁场强度、抛光粉浓度、抛光盘的转速、抛光盘与工件间的间隙)对抛光去除效率和表面粗糙度的影响规律,并结合磁流变抛光机理对其进行了分析。根据实验结果对工艺参数进行了优化。     

永磁流变抛光纳米精度非球面技术研究

利用永磁流变抛光技术制造高精度光学元件是一项极具前景的超精密制造技术。对一台五轴联动磁流变数控抛光系统的结构特点、功能特色及关键部件的设计进行了阐述。在此基础上,结合装置开展基础试验,对磁流变抛光过程中的主要控制参量如抛光轮下压量、抛光轮速度等对材料去除特性的影响进行了研究。开展了磁流变抛光对提高工件(K9玻璃)表面粗糙度效果的抛光试验,结果证明该套系统具有良好的磁流变抛光特性,抛光23min后工件表面粗糙度降低到0 6739nm。     

磁流变液组分选择原则及其机理探讨

从关流变液的流变机理及其性能指标出发,探讨了磁流变液组分母液、磁性颗粒、表面活性剂的选择原则及其对磁流变液性能的影响,及磁流变液的分散工艺;并在此基础上,研制成功了一种性能优良的磁流变液,其沉降稳定性较好,长时间（一个月左右）存放基本不沉降。     

内凹面磁流变槽路抛光方法的研究

针对高陡度非球面光学元件的内凹面抛光难题,提出了一种内凹面磁流变槽路抛光方法。设计与待加工内凹面形状匹配的凸模,并在凸模上开出供磁流变液循环通过的槽路,当磁流变液经过设有磁场的区域时发生流变作用形成柔性抛光磨头对内凹面产生材料去除作用。通过工件的旋转和外部磁极的移动完成对整个内凹面的抛光加工。建立了实验平台并开展了相关初步实验和分析。结果表明该方法能够适应内凹面抛光加工的需要,可获得较高表面质量,具有一定的可行性和应用潜力。     

磁流变抛光液的配制及其抛光稳定性

磁流变液是一种分散体系,通过对分散体系稳定性的研究,并结合磁流变抛光的实际需求,确定了磁流变抛光液添加组分,配制出了适合于光学加工的水基磁流变抛光液。所配制的磁流变液初始粘度仅为0.2Pa·s,利用磁流变仪检测所配制磁流变液在剪切率为1s-1,磁场强度为0.35T时,剪切应力达42.5kPa。利用所配制的磁流变抛光液分别对K9玻璃和Si材料进行抛光,经过2h持续抛光,K9玻璃和Si材料去除函数的峰值去除量相对变化率分别为0.15%和0.22%,体积去除量相对变化率分别为1%和0.88%,去除函数的峰值去除率分别达到4.83μm/min和1.376μm/min。结果验证了所配制的抛光液具有极好的稳定性以及较高的去除效率,能够保证抛光材料的快速去除和高效收敛。     

磁流变液阻尼器在转子振动控制中的应用

设计了一种转子振动控制用的剪切式磁流变液阻尼器,建立了磁流变液阻尼器－悬臂转子系统的分析模型,理论和实验研究了转子系统的不平衡响应特性。研究表明,随着施加磁场强度的增加,磁流变液阻尼和刚度增大,转子系统的临界振幅明显下降,系统的临界转速也明显提高。通过简单的开关控制,可抑止转子通过临界转速过程中的振动。     

旋转磁场作用下磁流变液颗粒运动及结构演化的模拟

通过对旋转磁场作用下磁流变液一定数目颗粒运动的数值模拟,在旋转平面内得到盘状聚集结构,在垂直于旋转平面的平面内得到层状结构,得出旋转磁场作用下磁流变液的结构特点。在模拟过程中颗粒受到磁场作用力简化为磁偶极子间相互作用。