順丁橡膠基磁流變彈性體的力學(xué)性能研究.pdf

1、磁流變材料是一類(lèi)可由外場(chǎng)控制其力學(xué)性能的智能材料，包括磁流變液、磁流變泡沫、磁流變膠和磁流變彈性體等。磁流變彈性體作為磁流變材料的一個(gè)新分支，有著廣泛的應(yīng)用前景。磁流變彈性體的力學(xué)性能研究為它在工程應(yīng)用中打下基礎(chǔ)。 本文主要是以順丁橡膠為基體研究磁流變彈性體的力學(xué)性能。首先，介紹磁流變彈性體的制備和力學(xué)性能表征系統(tǒng)。并利用動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀研究了磁流變彈性體的預(yù)結(jié)構(gòu)化條件和硫化條件。 然后，研究測(cè)試條件、添加劑和不同基體對(duì)磁

2、流變彈性體阻尼性能影響。其中測(cè)試條件包括：低應(yīng)變下溫度掃描的動(dòng)態(tài)拉伸測(cè)試，頻率掃描和磁場(chǎng)掃描的動(dòng)態(tài)剪切測(cè)試，高應(yīng)變下準(zhǔn)靜態(tài)拉伸測(cè)試。添加劑包括：增塑劑、二氧化硅、炭黑、碳酸鈣等。并研究硅橡膠基磁流變彈性體的阻尼特性。研究結(jié)果表明，在玻璃化溫度轉(zhuǎn)變區(qū)，磁流變彈性體的最大損耗因子隨著基體中鐵顆粒含量的增加而降低；損耗因子隨著測(cè)試頻率的升高而急劇上升然后逐漸地降低：隨著測(cè)試應(yīng)變幅度的增加而穩(wěn)步地增加，后趨于平緩；隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而減小：應(yīng)變

3、能保持率會(huì)隨著彈性體中顆粒含量的增加而降低，在相同鐵顆粒含量下各向同性磁流變彈性體的應(yīng)變能保持率要比預(yù)結(jié)構(gòu)化的要高；通過(guò)在磁流變彈性體中添加增塑劑和不同種類(lèi)的添加劑來(lái)研究材料的阻尼性能和磁流變效應(yīng)，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)磁流變彈性體。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)彈性體中添加100份增塑劑和20份添加劑顆粒時(shí)，磁流變彈性體的性能達(dá)到最佳。此時(shí)磁流變彈性體的磁流變效應(yīng)可達(dá)到最大值120％，損耗因子為0.23左右；通過(guò)溶劑法制備的硅橡膠基磁流變彈性體，它的阻尼隨著基體中

4、蒙脫土含量的增加而升高。 最后，研究了不同顆粒含量下預(yù)結(jié)構(gòu)化磁流變彈性體的疲勞特性，包括儲(chǔ)能模量、損耗模量和絕對(duì)磁流變效應(yīng)。結(jié)果表明顆粒含量為60％的磁流變彈性體，儲(chǔ)能模量和損耗模量與它加載的應(yīng)變幅度和疲勞次數(shù)無(wú)關(guān)，磁致模量保持不變；與此相反，當(dāng)磁流變彈性體中顆粒含量為80％時(shí)，它的儲(chǔ)能模量和損耗模量將強(qiáng)烈依賴(lài)于疲勞應(yīng)變幅度和疲勞次數(shù)。按疲勞時(shí)間可以把磁致模量的變化劃分為三個(gè)部分，磁致模量的變化與彈性體中顆粒網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演化有關(guān)，