磁流變膠泥流變學(xué)特性測試裝置研究.pdf

1、磁流變材料作為一種智能材料，因其可控性好，剪切屈服應(yīng)力大等特點而受到廣泛研究和應(yīng)用。隨著工程應(yīng)用的深入，對其沉降穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、可控范圍等同時達到預(yù)期高性能值的需求越來越強烈，而對同時具有這些特點的磁流變膠泥（MRG）進行研發(fā)、制備及測試具有積極意義。鑒于一般商業(yè)流變儀受液態(tài)磁流變材料在高速下會離心甩出等限制，其流變學(xué)特性測試被限制在低剪切率下，本文設(shè)計了具有上下緩沖腔的同軸圓筒結(jié)構(gòu)，研究了能測試高剪切率下液態(tài)磁流變材料流變學(xué)特性的

2、裝置。此外，基于磁流變膠泥微觀動力學(xué)研究較少的現(xiàn)狀，建立了磁流變膠泥微觀動力學(xué)模型以指導(dǎo)高性能磁流變膠泥的設(shè)計、制備和應(yīng)用。上述兩方面的工作能更好地豐富磁流變膠泥流變學(xué)特性研究，具體工作如下：
　　①由于磁流變膠泥的微觀機理尚不明確，本文建立一個磁流變膠泥磁致流變學(xué)行為微觀動力學(xué)模型來分析剪切應(yīng)力與質(zhì)量分數(shù)、顆粒粒徑、彈性膠泥黏度之間的關(guān)系?；诖耍苽淞?種磁流變膠泥，并使用安東帕流變儀對磁流變膠泥的流變學(xué)特性進行測試以驗證模型

3、，為高性能磁流變膠泥的設(shè)計、制備提供指導(dǎo)。
　?、谶M行磁流變膠泥流變學(xué)特性測試裝置（MRG測試裝置）理論設(shè)計。通過磁學(xué)等知識對磁路進行理論分析，采用ANSYS軟件進行仿真及優(yōu)化，從而實現(xiàn)磁通量大且漏磁和磁芯材料少的最優(yōu)設(shè)計。根據(jù)磁流變膠泥等液態(tài)磁流變材料在高剪切率下易受離心力等因素影響而測量失效的情況，結(jié)合剪切流動模式及相關(guān)理論，設(shè)計了同軸圓筒的測試腔結(jié)構(gòu)（測試間隙為0.2mm），且為消除平面干涉及離心等因素的干擾設(shè)計了上下緩沖腔

4、結(jié)構(gòu)。該裝置還能實現(xiàn)液態(tài)磁流變材料的測試。
　?、蹖RG測試裝置進行設(shè)計、加工、組裝和調(diào)試。首先分析并解決機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中同軸度、密封、定位等主要難題；其次對扭矩傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、伺服電機等硬件進行選型以實現(xiàn)理論參數(shù)與選購設(shè)備參數(shù)的匹配，從而確定最佳參數(shù)；然后根據(jù)最終尺寸完善機械結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計、加工與組裝；最后結(jié)合整體要求，進行上位機界面編程設(shè)計，開展各模塊聯(lián)合調(diào)試、校準(zhǔn)和標(biāo)定。
　　④采用MRG測試裝置測試磁流變膠泥在高