磁流變彈性體的磁場(chǎng)計(jì)算及力學(xué)性能的測(cè)試與分析.pdf

1、磁流變彈性體是由鐵磁性顆?；旌嫌诟呔畚?如橡膠等)中,在外加磁場(chǎng)作用下固化.固化過(guò)程中由于磁流變效應(yīng),顆粒在高聚物載體中形成鏈狀、柱狀或?qū)訝钣行蚪Y(jié)構(gòu).固化后這種有序結(jié)構(gòu)仍然根植在高聚物載體中.這種新型材料的力學(xué)性能可由外加磁場(chǎng)控制.該文第一章首先回顧了磁流變材料的的研究歷史、研究現(xiàn)狀以及其應(yīng)用.重點(diǎn)討論了國(guó)內(nèi)外在磁流變彈性體研究方面的最新進(jìn)展.第二章則對(duì)磁流變彈性體的兩個(gè)重要組成部分:高聚物載體和鐵磁性顆粒的性質(zhì)進(jìn)行了分析,介紹了常見(jiàn)的

2、幾種橡膠,同時(shí)從熱力學(xué)角度對(duì)其表現(xiàn)出的高彈性進(jìn)行了解釋,給出了幾種描述這種高彈性的應(yīng)變能函數(shù);對(duì)鐵磁性顆粒特別是羰基鐵粉的磁學(xué)特性作了介紹.在第三章中,應(yīng)用磁場(chǎng)有限元法,對(duì)于鏈狀有序結(jié)構(gòu)的磁流變彈性體,在鏈狀方向的外加磁場(chǎng)作用下,分析了磁場(chǎng)在磁流變彈性體中的分布,重點(diǎn)研究了鏈中相鄰顆粒間隙處的磁場(chǎng)分布.同時(shí)分析了相鄰顆粒間距、顆粒的磁學(xué)特性等因素對(duì)磁場(chǎng)分布的影響.基于對(duì)磁流變彈性體磁場(chǎng)的分析,研究了在不同磁場(chǎng)大小、相鄰顆粒間距以及顆粒的

3、初始磁化率下磁流變彈性體在成鏈方向的等效磁導(dǎo)率.在第四章中,根據(jù)單自由度支撐激勵(lì)下的振動(dòng)分析,設(shè)計(jì)出了評(píng)估磁流變彈性體在磁場(chǎng)作用下剪切性能的測(cè)試系統(tǒng),得到了磁流變彈性體在加磁場(chǎng)前后不同頻率下的剪切模量與損耗因子.同時(shí)介紹了能夠合理模擬材料的粘彈特性的數(shù)學(xué)模型.第五章對(duì)有序結(jié)構(gòu)的顆粒夾雜的力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了分析,同時(shí)對(duì)固化機(jī)理作了簡(jiǎn)單的討論.考慮局部場(chǎng)效應(yīng),對(duì)磁飽和前后的偶極子模型進(jìn)行了修正,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較,修正后的模型能較好的反映小

4、間距下顆粒間的磁場(chǎng)作用.通過(guò)對(duì)柱狀和層狀有序結(jié)構(gòu)的磁流變彈性體等效磁導(dǎo)率的理論分析,推導(dǎo)出了磁飽和前兩種有序結(jié)構(gòu)下磁流變彈性體的剪切模量,并與偶極子模型結(jié)果作了比較,同時(shí)分析了顆粒體積比對(duì)其影響.為了把一些原理講得更清楚、明白以及加深對(duì)磁流變彈性體的理解,同時(shí)在每章的后面附有與該章有關(guān)的知識(shí)的介紹.該文主要探討磁流變彈性體的力學(xué)性能可由磁場(chǎng)控制的機(jī)理,為提高磁流變彈性體磁致粘彈性提供理論指導(dǎo).討論并提出了多種力學(xué)模型來(lái)預(yù)報(bào)磁流變彈性體的