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圆盘式磁流变液剪切屈服应力测试装置的磁路设计与分析文献综述

 2022-07-29 17:25:15  

附页:文献综述

圆盘式磁流变液剪切屈服应力测试装置磁路的设计与分析一、引言

在这次的课题研究中我负责的是圆盘式磁流变液剪切屈服应力测试装置的磁路的设计与分析》。因此我从网上查阅各种文献资料,对磁流变液以及装置涉及到的一些理论知识作了了解。磁流变液(Magnetorheological Suspensions,MRS)属于可控流体,可以看成是电流变液的磁模拟,没有外加磁场作用时,它从外观上表现为牛顿流体特性;然而在外加磁场作用下,在几毫秒时间内其流体外观形态和性能会迅速发生改变,表观粘度系数大幅增加,液体的流动表现出Bingham塑性体行为,具有粘性和塑性特性,在20世纪40年代,美国的拉宾诺(Rabinow)首次发现了磁流变液的这种变化现象【1】;当外加磁场强度发生变化时,其屈服应力也随着发生变化。且这种变化是迅速、连续、可逆、容易被控制的,国内外众多学者和工业界科学家都对其产生了广泛的兴趣,在工程领域具有广泛的应用前景。

二、正文

在本次课题研究中,磁流变液是依靠均匀分布在基液中的可极化微粒来进行工作的。虽然研究的人员越来越多,但是到目前为止。磁流变液屈服应力测试装置仍然存在不少的缺点。

磁流变液是人为地将磁性颗粒在表面活性剂的作用下均匀地分散于非磁性流体介质中形成的,它是一种对磁场敏感的智能材料。在无外加磁场作用时,表现出牛顿流体的性质,具有良好的流动性。一旦施加一定强度和方向的磁场,其流变特性急剧变化,表观粘度增大,流动性消失,类固特性增强,具有抵抗剪切变形的能力; 外加磁场消失后,其又迅速恢复原来的流动性。由于流变特性是连续地、迅速地 (响应时间小于 5 ms)且受温度变化影响较小,磁流变液被广泛应用于土木工程、航天工程、机电工程、精密加工、控制工程和医学等领域。屈服应力是磁流变液最重要的性能指标之一,因此,准确、快速、方便地测量磁流变液的屈服应力对磁流变液的理论研究、性能分析和磁流变液压元件的开发与应用有重要的意义。有限元法具有很强的分析能力,Ansys 作为目前最强大的有限元分析软件,能够进行包括结构、热、声、流体以及电磁学等学科的研究[2]

在国内,许多高校也已经开始对这一领域进行了很深入的研究。香港理工大学在结构振动控制领域对磁流变技术进行了很深入的研究:香港中文大学将磁流变制动器应用在人造关节中效果非常显著[3]。在大陆,这些年来,不少大学对磁流变技术也进行了大量的研究,并且取得了不错的成绩:重庆大学对磁流变液的应用研究较多,磁流变液阻尼器在汽车中的应用研究比较深入[4],同时对磁流变液的流变特性也作了很深的研究[5]:上海交通大学设计了磁流变液阻尼器[6]:南京理工大学将磁流变阻尼器用在火炮反后座装置中,并进行了实际研究[7]:对磁流变技术在机构振动控制方面的应用,哈尔滨大学做了大量的实验[8]。北京航空航天大学,大连理工大学,武汉理工大学,中北大学,西北大学等也对磁流变进行了研究。

在国外各主要工业国家投入大量资金研究圆盘式磁流变液剪切屈服应力测试装置竞相发展与研究。美国TRW公司的Sharman[9]在1991年就利用装置的磁流变液研制了旋转式吸震器,并将装置应用与汽车悬架主动控制系统。美国Lord公司的Carlson和Weiss[10]等人自1993年以来在磁流变液及其应用研究方面取得了突出成就,他们报导了6种合金磁流变液制备结果。目前Lord[11]公司已有多种商品话圆盘式磁流变液剪切屈服应力装置的产品面市。美国NotreDame大学的Dyke和Spencer[12]等人将磁流变液用于地震相应控制之中

虽然国内的研究已经呈现出白家齐放的态势,但是大多数的研究仍然处于实验室阶段,虽然有部分院校已经进入应用阶段,但与国外相比仍然有着一定的差距。

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