磁流變彈性體流變機理分析及實驗研究.pdf

1、磁流變彈性體是一種流變性質(zhì)可通過外加磁場控制的智能材料，由橡膠基體摻雜微米級的鐵磁性顆粒固化而成。有場制備的條件下，鐵磁性顆粒在固化后的基體中形成鏈狀有序結(jié)構(gòu)。磁流變彈性體的力學、電學、磁學等性能可以被外加磁場控制。磁流變彈性體在兼具磁流變材料可控特性的同時，還具有無需密封、性能穩(wěn)定、響應迅速等優(yōu)點，并且解決了磁流變液易沉降、穩(wěn)定性差、顆粒易磨損等問題，正越來越多的受到學術(shù)界和工業(yè)界的普遍關(guān)注，因此在航空航天、運載車輛和土建結(jié)構(gòu)的減振緩

2、沖控制領(lǐng)域有著巨大的應用潛力。然而，目前磁流變彈性體的外磁場控制裝置結(jié)構(gòu)笨重復雜，磁致效應也有待提高，這些因素都制約了基于磁流變彈性體器件的設(shè)計和應用。
　　 本文在闡述和計算磁流變彈性體磁致剪切模量的偶極子模型和耦合場模型的基礎(chǔ)上，提出了基于鏈化分析的磁流變彈性體磁致剪切模量物理模型，為磁流變彈性體的制備和相關(guān)實驗研究提供理論上的幫助。在開爾文模型的基礎(chǔ)上，改進了表征磁流變彈性體力學特性的粘彈性模型，制備了磁流變彈性體復合結(jié)構(gòu)

3、，并應用于基于磁流變彈性體的隔振支架系統(tǒng)，開展了系列性能實驗驗證。具體內(nèi)容包括：①對磁流變彈性體顆粒鐵磁性和基體粘彈性進行了分析，在闡述和計算磁流變彈性體磁致剪切模量的偶極子模型和耦合場模型的基礎(chǔ)上，提出了基于鏈化分析的磁流變彈性體磁致剪切模量物理模型，并通過動態(tài)機械分析儀（DMA），對磁流變彈性體樣品進行了不同磁場的磁致剪切模量，驗證了該物理模型的合理性。②對經(jīng)典的粘彈性模型Maxwell模型和Kelvin模型作了分析，然后根據(jù)磁流變

4、彈性體的磁致特性提出了一個磁流變彈性體的粘彈性參數(shù)模型，利用改進的動態(tài)機械分析儀(DMA)對磁流變彈性體樣品進行了不同磁場下剪切模量的變化測試、不同頻率下的損耗模量變化的測試，實驗結(jié)果驗證了所提出的粘彈性模型的合理性。③根據(jù)磁流變彈性體應用存在的問題，比如磁致效應弱，磁場穿透能力差及外磁場發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)復雜等，論文作者制備和加工一種磁場內(nèi)激勵的磁流變彈性體的復合結(jié)構(gòu)，并應用于基于磁流變彈性體的隔振支架系統(tǒng)。論文建立了隔振支架系統(tǒng)的動力學模