復合場下磁流變液圓筒模型剪切應力特性研究.pdf

1、復合場下磁流變液圓筒模型剪切應力特性研究ResearchonShearStressCharacteristicofMRFbaseonCylinderModelunderComplexField作者姓名季海峰AuthorJiHaifeng學科專業(yè)物理電子學Subjectphysicalelectronics指導老師高春甫supervisorChunfuGao學位類別工學碩士Degreemasterofengineering學位授予單位浙江

2、師范大學DegreeunitZhejiangnormaluniversity元進行了受力分析，得到了磁流變液微元的力學模型，進而分析得到了圓筒剪切模型中磁流變液的力學和運動學規(guī)律。最終總結得到了圓筒剪切模型中磁流變液剪切應力和剪切速率的測量方法，并有效得避免了預屈服區(qū)間對磁流變液檢測的影響。從復合場的角度出發(fā)，對磁流變液工作過程中磁場和溫度場兩個場復合作用對磁流變液剪切應力輸出特性的影響規(guī)律進行了理論分析，以bingham模型、粘溫特性

3、、居里公式、磁流變液磁場強度與流變特性變化規(guī)律四個方面為基礎進行理論推導，得到了復合場內磁流變液應力輸出理論模型。經過理論分析發(fā)現(xiàn)溫度場對磁流變液的影響的本質乃是改變了磁流變液中軟磁性顆粒的導磁率和載液的粘度，進而改變了磁場強度，導致應力輸出改變。以圓筒剪切模型、磁場理論分析、溫度場理論分析為基礎設計并研制了一套復合場下磁流變液流變特性研究裝置，并通過ansys仿真分析，對裝置的內磁流變液的溫度場及磁場分布規(guī)律進行了仿真模擬。仿真證明了

4、實驗裝置能夠很好的為磁流變液剪切應力特性檢測提供均勻穩(wěn)定的磁場和溫度場，復合實驗需求。設計了磁場和剪切速率影響實驗測量、磁場和溫度場復合實驗測量過程兩個實驗，測量了大量的實驗數(shù)據(jù)。從實驗的角度對磁流變液剪切工作過程中溫度場、磁場復合影響規(guī)律進行了研究。數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，磁流變液剪切應力輸出隨著磁場、剪切速率上升而上升，隨著溫度場的上升而下降。相比較而言，磁場強度的上升對應力輸出的影響要遠大于剪切速率上升的影響。研究還發(fā)現(xiàn)，磁場強度越大的情況

5、下，剪切應力隨著溫度場上升而下降的量越大。這與磁場越大時，溫度上升對磁場影響越大的規(guī)律相一致。實驗數(shù)據(jù)分析表明，將溫度場的影響通過居里公式、粘溫特性公式轉化為磁場和粘度影響的理論與實際相吻合，證明了理論推導的正確性。以磁場和溫度場理論模型為基礎，設計了溫度場補償實驗。通過磁場的微量上升補償溫度場上升帶來的磁流變液剪切應力下降影響。通過實驗發(fā)現(xiàn)，磁流變液剪切應力下降量由原來的30％／100。C降低至3％／100。C，基本降到了可接受范圍內