復(fù)合場(chǎng)下磁流變液圓筒模型剪切應(yīng)力特性研究.pdf

1、復(fù)合場(chǎng)下磁流變液圓筒模型剪切應(yīng)力特性研究ResearchonShearStressCharacteristicofMRFbaseonCylinderModelunderComplexField作者姓名季海峰AuthorJiHaifeng學(xué)科專業(yè)物理電子學(xué)Subjectphysicalelectronics指導(dǎo)老師高春甫supervisorChunfuGao學(xué)位類別工學(xué)碩士Degreemasterofengineering學(xué)位授予單位浙江

2、師范大學(xué)DegreeunitZhejiangnormaluniversity元進(jìn)行了受力分析，得到了磁流變液微元的力學(xué)模型，進(jìn)而分析得到了圓筒剪切模型中磁流變液的力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律。最終總結(jié)得到了圓筒剪切模型中磁流變液剪切應(yīng)力和剪切速率的測(cè)量方法，并有效得避免了預(yù)屈服區(qū)間對(duì)磁流變液檢測(cè)的影響。從復(fù)合場(chǎng)的角度出發(fā)，對(duì)磁流變液工作過程中磁場(chǎng)和溫度場(chǎng)兩個(gè)場(chǎng)復(fù)合作用對(duì)磁流變液剪切應(yīng)力輸出特性的影響規(guī)律進(jìn)行了理論分析，以bingham模型、粘溫特性

3、、居里公式、磁流變液磁場(chǎng)強(qiáng)度與流變特性變化規(guī)律四個(gè)方面為基礎(chǔ)進(jìn)行理論推導(dǎo)，得到了復(fù)合場(chǎng)內(nèi)磁流變液應(yīng)力輸出理論模型。經(jīng)過理論分析發(fā)現(xiàn)溫度場(chǎng)對(duì)磁流變液的影響的本質(zhì)乃是改變了磁流變液中軟磁性顆粒的導(dǎo)磁率和載液的粘度，進(jìn)而改變了磁場(chǎng)強(qiáng)度，導(dǎo)致應(yīng)力輸出改變。以圓筒剪切模型、磁場(chǎng)理論分析、溫度場(chǎng)理論分析為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并研制了一套復(fù)合場(chǎng)下磁流變液流變特性研究裝置，并通過ansys仿真分析，對(duì)裝置的內(nèi)磁流變液的溫度場(chǎng)及磁場(chǎng)分布規(guī)律進(jìn)行了仿真模擬。仿真證明了

4、實(shí)驗(yàn)裝置能夠很好的為磁流變液剪切應(yīng)力特性檢測(cè)提供均勻穩(wěn)定的磁場(chǎng)和溫度場(chǎng)，復(fù)合實(shí)驗(yàn)需求。設(shè)計(jì)了磁場(chǎng)和剪切速率影響實(shí)驗(yàn)測(cè)量、磁場(chǎng)和溫度場(chǎng)復(fù)合實(shí)驗(yàn)測(cè)量過程兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。從實(shí)驗(yàn)的角度對(duì)磁流變液剪切工作過程中溫度場(chǎng)、磁場(chǎng)復(fù)合影響規(guī)律進(jìn)行了研究。數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，磁流變液剪切應(yīng)力輸出隨著磁場(chǎng)、剪切速率上升而上升，隨著溫度場(chǎng)的上升而下降。相比較而言，磁場(chǎng)強(qiáng)度的上升對(duì)應(yīng)力輸出的影響要遠(yuǎn)大于剪切速率上升的影響。研究還發(fā)現(xiàn)，磁場(chǎng)強(qiáng)度越大的情況

5、下，剪切應(yīng)力隨著溫度場(chǎng)上升而下降的量越大。這與磁場(chǎng)越大時(shí)，溫度上升對(duì)磁場(chǎng)影響越大的規(guī)律相一致。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明，將溫度場(chǎng)的影響通過居里公式、粘溫特性公式轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)和粘度影響的理論與實(shí)際相吻合，證明了理論推導(dǎo)的正確性。以磁場(chǎng)和溫度場(chǎng)理論模型為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了溫度場(chǎng)補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)。通過磁場(chǎng)的微量上升補(bǔ)償溫度場(chǎng)上升帶來的磁流變液剪切應(yīng)力下降影響。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，磁流變液剪切應(yīng)力下降量由原來的30％／100。C降低至3％／100。C，基本降到了可接受范圍內(nèi)