鐵磁流體粘度計(jì)設(shè)計(jì)及其外加磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)仿真.pdf

1、鐵磁流體作為一種新型的智能材料，由于其特殊的流變特性，在眾多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。粘度作為其流變性的重要參數(shù)，尤其是在磁場(chǎng)作用下，鐵磁流體的流變特性變化巨大，其粘度也成數(shù)量級(jí)的增加，而且對(duì)于不同的外加磁場(chǎng)其粘度變化規(guī)律也存在著很大的不同。因此為了探尋鐵磁流體在磁場(chǎng)作用下粘度的變化規(guī)律，需要精確的粘度測(cè)量裝置來(lái)支持。市場(chǎng)上的粘度計(jì)都是針對(duì)常規(guī)流體設(shè)計(jì)的，在磁場(chǎng)作用下使用基本都存在磁屏蔽不良，量程范圍過小，數(shù)字化程度低等問題而無(wú)法進(jìn)行多參數(shù)的動(dòng)態(tài)測(cè)

2、量，這將直接影響到試驗(yàn)結(jié)論的準(zhǔn)確性。故必須設(shè)計(jì)專用的粘度測(cè)量裝置來(lái)解決這些不足。
　　本課題深入了解鐵磁流體組成及其微觀流變機(jī)理，分析流體分類及其流變規(guī)律，確定了鐵磁流體適用的流體模型。在此模型的基礎(chǔ)上結(jié)合低固相粘度計(jì)算理論，得出了鐵磁流體的初始粘度和在外加磁場(chǎng)作用下的粘度計(jì)算公式，確定了影響其粘度的相關(guān)因素。對(duì)比分析現(xiàn)有的常規(guī)粘度測(cè)量方法，綜合各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，最終選擇旋轉(zhuǎn)法來(lái)進(jìn)行粘度測(cè)量，并建立了雙圓筒型旋轉(zhuǎn)法測(cè)量粘

3、度的數(shù)學(xué)模型，確定了試驗(yàn)時(shí)所需測(cè)量的參數(shù)。
　　外加磁場(chǎng)是影響鐵磁流體粘度的關(guān)鍵因素，課題在研究過程中對(duì)外加磁場(chǎng)的平行對(duì)極電磁鐵進(jìn)行了三維磁場(chǎng)分布仿真模擬，由實(shí)測(cè)予以了驗(yàn)證，得出了電磁鐵對(duì)極間工作區(qū)的空間磁場(chǎng)分布規(guī)律。并在電磁鐵工作區(qū)中放置一圓筒盛裝的鐵磁流體，對(duì)此磁場(chǎng)作用下的鐵磁流體的磁場(chǎng)分布進(jìn)行了仿真，結(jié)合實(shí)測(cè)結(jié)果，得到了圓筒中鐵磁流體區(qū)域的磁場(chǎng)分布規(guī)律，為后續(xù)研究粘度與磁場(chǎng)之間的變化規(guī)律做好了鋪墊。
　　最后，針對(duì)現(xiàn)有