圆筒剪切模型中磁流变液的流变特性研究

为了研究磁流变液在圆筒剪切模型中的流变特性,建立了以圆筒剪切模型为基础的实验装置。首先,通过理论分析得到了磁流变液在圆筒剪切模型中的层间传力模型,切应力和剪切速率测量方法。其次,通过ANSYS对圆筒剪切模型中磁流变液的磁场强度进行了仿真模拟,并以实验测量验证,得到了磁场强度分布。最后以理论分析为基础,通过实验测量得到了切应力与剪切速率和磁场强度之间的关系,并得到了拟合公式。实验表明,磁流变液流切应力与磁场强度的比值为0.162k Pa/m T,与剪切度率的比值为0.00026k Pa·s,磁场强度的增强能够较大地提升磁流变液的工作能力。     

不同混合状态磁流变抛光液的流变性能

以微米羰基铁粉和纳米氧化铈抛光粉为原料制备了磁流变抛光液,对磁流变抛光液的流变性能与其混合状态之间的响应关系与机理及其对使用性能的可能影响进行了研究。分析了相同组成和制备条件的磁流变抛光液在不同混合状态的流变行为及磁场作用的影响,基于相关模型进行拟合计算获得了相应的流变性能,分析了微观机理。研究表明,磁流变抛光液的混合状态对其零场流变性能有显著影响,在实验的不同混合状态零场剪切屈服强度差距可达6倍以上,零场粘度差距可达3倍以上;但混合状态对磁流变抛光液的磁致流变性能基本没有影响;颗粒间相互作用和微观结构及其随混合条件的演化被认为是磁流变抛光液零场流变性能变化的根本原因,而磁场作用的显著效应使得混合状态对磁致流变性能基本无影响。     

一种新型磁流变复合胶及其可控流变特性

以羰基铁粉为磁性颗粒、甲基硅油和明胶/琼脂胶溶胶溶液的复合物为基体及各种添加剂制备了多组类液态磁流变复合胶样品。利用流变仪分别在旋转剪切模式和振荡剪切模式下对样品进行流变特性试验研究。结果表明,基体胶质物的含量对其流变特性影响较大。基体胶质物含量越高,剪切屈服强度越大且最大为92.1k Pa;胶质物含量对磁流变复合胶的线性粘弹性范围几乎没有影响;胶质物含量越高,磁流变复合胶的剪切储能模量越大,且绝对模量最大变化可达2.526MPa;添加纳米Si O2能提高磁流变复合胶的剪切屈服应力且能拓宽磁流变复合胶在磁场下的可调范围。     

剪切型磁流变脂阻尼器柔性转子系统不平衡响应的试验研究

为了建立旋转机械转子系统剪切型磁流变脂阻尼器准确的动力模型,用有限元法分析了剪切型磁流变脂阻尼器的磁场特性,从试验上详细地研究了剪切型磁流变脂阻尼器－悬臂柔性转子系统在不同转子不平衡量和磁场强度下的不平衡响应,并用Bingham流体模型对试验中观察到的现象进行了分析。结果表明：磁流变脂在不同的剪切速度和磁场强度条件下具有十分复杂的流变特性。在剪切型磁流变脂阻尼器－柔性转子系统中观察到的诸如轴颈的"松动"现象,阻尼器的软力特性,以及以转子峰值共振转速随磁场强度发生明显移动为特征的"刚化"效应等重要现象有利于建立阻尼器模型。Bingham流体模型只能解释试验中观察到的轴颈"松动"现象,但不能解释其它现象。在建立转子系统剪切型磁流变脂阻尼器动力模型时必须考虑磁流变脂"刚化"效应的影响。     

磁流变液离合器离心力特性研究

以圆盘式磁流变液离合器为例,介绍了磁流变液离合器的工作原理,用Bingham模型描述了磁流变液随外加磁场变化的流变特性;对离心力进行模型描述,由于离心力的作用引入无量纲的特性参数,分析了特性参数与其它变量间的关系,在此基础上分析了不同变量参数对磁流变液稳定性的影响;建立了磁流变液离合器转矩与体积分数分布曲线斜率关系的数学模型,指出提高输出转矩的方法,为磁流变液离合器的设计提供理论参考.     

具有楔形间隙的圆筒式磁流变液离合器传动性能研究

针对传统的圆筒式磁流变液传动装置存在轴向长度过长且传递转矩较小的问题，提出一种具有楔形间隙的圆筒式磁流变液离合器。运用有限元法对装置进行磁场仿真，在相同输入电流下，分析不同截面下不同间隙厚度的磁场分布，得出磁流变液的剪切屈服应力。根据传动装置的结构特点和Bingham模型理论，基于计算流体动力学对楔形间隙内流场的速度、压力、黏度及剪切应力分布进行分析，得到传递转矩随结构和转速的变化。研究结果表明，磁流变液间隙差越大，该楔形间隙提供的转矩越大；同时，磁流变液在挤压强化后，剪切屈服应力显著增加；在磁感应强度为0.55 T，初始屈服应力为30 kPa的条件下，同转速60 rad/s下相较于传统圆筒式磁流变液离合器，传递转矩提升了约1.12倍。     

无磁场下磁流变液的温度特性及其幂律模型参数识别

磁流变液稳定工作的温度范围为-50~150℃,磁流变器件在工作过程中会发热,特别是连续高冲击工作情况下会严重发热,从而超出磁流变液稳定工作温度范围,影响磁流变器件工作的可靠性。针对美国Load公司的MRF132磁流变液,研究了不同温度下剪切应力与表观粘度随剪切速率的变化,并利用Origin软件分别对不同温度下磁流变液剪切速率与剪切应力进行幂律模型曲线拟合和参数识别。研究表明,幂率模型能够较好地描述零磁场下磁流变液的力学特性,不同温度下对于所有的流动指数n都满足n<1,表明不同温度下磁流变液具有剪切稀化特性,此特性符合粘度特性曲线,该工作对磁流变液温度特性的深入研究提供理论依据。     

浓Fe3O4磁性液体流变性质实验研究

用改进的化学共沉淀法制备了具有窄颗粒尺寸分布、高度分散的Fe3O4煤油基磁性液体,研究了浓Fe3O4磁性液体在无磁场和有外加磁场作用下的流变特性.为了阐明外加磁场和剪切速率对浓Fe3O4磁性液体流变性质的影响,本实验研究是在经改造后能在强磁场区域工作的同轴双圆筒粘度计上进行的.实验结果表明,无磁场作用时,浓磁性液体为牛顿流体;在外磁场作用下,浓磁性液体表现为宾汉姆塑性流体的行为;而在较高磁场强度和较低剪切速率的作用下,浓磁性液体表现为粘弹性体的行为.     

非均匀磁场中磁流变液剪切应力实验与分析

为探究磁流变器件失效机理,用两块C型电磁铁耦合建立非均匀磁场。基于提拉法原理设计磁流变液剪切应力测量装置,得到非均匀磁场中剪切应力曲线。对比基于静态匀强磁场的圆筒剪切模型剪切应力理论曲线,发现虽然两者整体趋势一致,但同等磁场强度下两者剪切应力值存在不同程度差异,同时发现电磁铁气隙磁场也存在非均匀性。上述结论说明静态匀强磁场磁流变液剪切特性理论并不能直接应用到非均匀磁场剪切应力计算中,可能的原因包括铁磁颗粒体积分数的分布不均等,需要后续探索。     

承压工况下磁流变弹性体磁致剪切性能

在有场条件下制备了各向异性的磁流变弹性体,建立了剪切模式下磁流变弹性体的力学模型,设计了承压工况下磁流变弹性体剪切性能测试装置,研究了材料组分、外加磁场以及压缩应变对磁流变弹性体磁致剪切模量的影响。结果表明,磁流变弹性体磁致剪切模量随磁场增强而增大;在同一磁场强度条件下,压缩应变以及磁性颗粒含量的增加均可以导致磁流变弹性体磁致剪切模量的增大;羰基铁粉型磁流变弹性体的磁致剪切模量要高于羰基镍粉型磁流变弹性体。     

岩石流变损伤本构模型

将Kachanov蠕变损伤理论引入到常规粘塑性体中对其进行了改进,将改进后的粘塑性体与Poyting-Thom-SOil体进行串联,建立了一个岩石流变损伤模型,并利用砂岩蠕变试验结果对其进行了验证。结果表明：该模型能够较好的反映岩石蠕变全过程,且拟合结果和试验结果吻合的较为理想,从而也证明了其合理性。     

碳酸钙晶须对聚合物流变性能的影响

碳酸钙（CaCO3)晶须是一种新型的一维晶体材料，作为填料可以对聚合物起到增强和增韧的作用。论文研究比较了碳酸钙晶须，钛酸钾晶须，轻质碳酸钙三种不同填料对聚合物（PP，PVC以及HDPE）复合体系的流变性能影响，结果表明用两种晶须材料对流变性能的影响明显优于填充轻质碳酸钙的体系，而且CaCO3晶须成本比钛酸钾晶须低廉，具有更广阔的市场前景。     

新型无卤覆铜板的研制

通过对阻燃剂的配方优化。研制出了综合性能比传统的环氧树脂覆铜板更好的新一代绿色无卤化覆铜板．产品完全符合环保要求，而且氢氧化铝的添加，大大降低了覆铜板的生产成本。     

220t/h煤泥、煤矸石混烧循环流化床锅炉炉前煤泥系统的研究与方案设计

在对南屯洗煤泥流变特性研究的基础上,通过对国内洗煤泥泵送系统的应用情况分析和各种泥浆泵的性能比较,提出南屯电厂三期工程洗煤泥泵送系统的设计方案。     

浓度对水煤浆壁面滑移和流变特性的影响

在中试规模水煤浆输送试验装置上,采用直径25、32、40和50 mm的直管系统地考察了浓度对水煤浆壁面滑移流动特性的影响。联合采用经典Mooney滑移修正方法和Tikhonov 正则化数值计算方法,确定了水煤浆的真实流变特性和壁面滑移特性。结果表明,在低浓度区,滑移速度随浓度增加而增加;在高浓度区,滑移速度随浓度增加而降低。管内流动存在临界剪切应力,只有壁面剪切应力高于临界剪切应力时才产生壁面滑移现象;临界剪切应力和屈服应力随浓度增加有相同的变化趋势,2者相对大小不同,导致滑移贡献率随壁面剪切应力的变化呈现2种相反的趋势。浓度越高,真实剪切粘度越大,非牛顿流体特性越显著。     

磁流变液壁面滑移现象及机理研究进展

磁流变液的流变性能测试和工程应用中存在的壁面滑移现象近年来引起了国内外学者的热切关注。对磁流变液壁面滑移现象的产生原因及影响进行了探讨,回顾了磁流变液壁面滑移现象及机理的研究现状,并指出仍存在壁面滑移现象发生机理尚不明晰、影响因素及内在规律尚不明确、铁磁颗粒的动力学模拟未考虑与磁场的耦合作用、力学模型未考虑壁面滑移的影响等不足,并针对这些不足提出了进一步研究的展望。     

锂和钴元素掺杂对锂锰尖晶石结构和性能的影响

利用流变相反应法合成了两种化合物LixMn2O4(0.90≤x≤1.2)和LiMn2-xCoxO4(0.05≤x≤0.5),探讨了不同锂含量对尖晶石材料结构和性能的影响,并对掺钴材料LiMn2-xCoxO4的结构和电化学性能作了初步研究。不同Li/2Mn对合成的尖晶石LiMn2O4的结构有很大的影响,对于纯的尖晶石LiMn2O4化合物,其Li/2Mn值应控制在0.95￣1.15之间。Co3 离子掺入到LiMn2O4能稳定尖晶石的骨架结构,并且极大地改善了LiMn2O4在充放电过程中的循环稳定性能。     

大功率IGBT用环氧树脂灌封胶的流变性能研究

为研究大功率IGBT用环氧树脂灌封胶体系的流变性能,以黏度为数据基础,建立了与黏度数据基本吻合的流变学黏度模型方程,并分析环氧胶的使用工艺。结果表明:环氧树脂灌封胶在50~90℃内起始黏度低,可操作时间大于30 min,且后期固化速率较高,符合IGBT模块的灌封使用要求。建立的黏度模型方程能有效预测环氧胶体系的流变特性,并为拟订合理的工艺参数提供参考。     

尖晶石型正极材料LixMn1.93Gd0.02O4的合成及性能

用流变相反应方法合成一种非化学计量比尖晶石型化合物LixMn1.93Gd0.02O4,先制备先驱物,然后在一定温度下,通过先驱物的热分解制得目标产物。用X射线衍射光谱法(XRD)、X射线光电子光谱法(XPS)、红外光谱技术(IR)对合成的产物进行表征,用电感耦合等离子体(ICP)方法确定目标产物的组成。用透射电镜的方法观测晶体颗粒的大小与形状,并对其电化学性质进行研究。实验结果表明该化合物作为正极材料具有优良的电化学性能,在3.0～4.4V电压范围内以电流密度为1mA·cm-2进行充放电时,其初始放电容量为124mAh·g-1,电池经50次循环后,放电容量仍保持在95%以上。这一制备方法为无机材料合成提供了一条简单、有效、可行的路线。     

高流速含沙浑水体流变特性试验研究

加速行进中的洪水具有高含沙、高流速和粗粒径的特点,而针对洪水的流变特性研究关注点多为高含沙量,忽略了高流速即高剪切速率的特点。以黄河下游泥沙为研究对象,系统地研究了高流速剪切条件下含沙量、剪切模式、温度和盐度对流变特性的影响。结果表明,在高流速剪切条件下（剪切速率≥ 1200 s-1,对应线性流速为3.6 m/s）,含沙量在106.64 ~ 957.83 kg/m3范围内的浑水体符合牛顿流体的应力本构关系,不存在屈服应力,表观黏度与含沙量呈指数关系。温度降低并未改变浑水体的流变特性,但会使其表观黏度增加,且温度越低黏度增幅越大,浑水体黏度增大梯度约为等温度清水的数倍至十几倍。盐度变化对该测试浑水体的表观黏度和流变特性影响甚微,可忽略不计。本研究结果可为高流速水流挟沙和远距离输沙研究提供理论参考。