鐵磁流體粘度計設(shè)計及其外加磁場實驗仿真.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)量級的增加，而且對于不同的外加磁場其粘度變化規(guī)律也存在著很大的不同。因此為了探尋鐵磁流體在磁場作用下粘度的變化規(guī)律，需要精確的粘度測量裝置來支持。市場上的粘度計都是針對常規(guī)流體設(shè)計的，在磁場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法進(jìn)行多參數(shù)的動態(tài)測

2、量，這將直接影響到試驗結(jié)論的準(zhǔn)確性。故必須設(shè)計專用的粘度測量裝置來解決這些不足。
　　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)合低固相粘度計算理論，得出了鐵磁流體的初始粘度和在外加磁場作用下的粘度計算公式，確定了影響其粘度的相關(guān)因素。對比分析現(xiàn)有的常規(guī)粘度測量方法，綜合各種方法的優(yōu)缺點和適用范圍，最終選擇旋轉(zhuǎn)法來進(jìn)行粘度測量，并建立了雙圓筒型旋轉(zhuǎn)法測量粘

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