水基磁流变液的制备及其性能研究

以经过表面处理的微米级羰基铁粉、亚微米级四氧化三铁粉末为悬浮相,去离子水为悬浮介质,加入适当的添加剂,通过一定的工艺制备出综合性能良好的水基磁流变液.研究了几种含有不同悬浮相粒子和不同添加剂的磁流变液的剪切性能和沉降稳定性能,分析了悬浮相的组成对磁流变液磁流变性能的影响以及添加剂对改善磁流变液抗沉降团聚稳定性的作用.     

磁流变液及磁流变阻尼器特性浅析

磁流变技术是目前国内外研究的特点。本文对磁流变阻尼器的研究发展进行了介绍，重点论述了磁流变液及磁流变阻尼器的特性。     

磁流变液的特性研究

对以金属铁颗粒为主体的磁流变液的一般特性进行了研究。详细研究了材料的颗粒大小、形状、比例以及温度等对磁流变液特性的影响。研究了流体的屈服应力与磁场关系,剪切应力与磁场以及剪切速率的关系。实验发现,磁流变液出现磁饱和现象不仅与材料特性有关,而且与配比比例有关;剪切应力不仅与材料的颗粒大小有关,还与材料的制备工艺有关。     

高性能磁流变液的稳定性及应用

对近年来发展的高性能磁流变液的磁学特性、流变学特性、抗沉降团聚稳定性、温度稳定性、摩擦学特性、应用性能、耐久性做了简要介绍和讨论。     

磁流变液动密封实验研究

磁流变液是一种由铁磁性悬浮相、悬浮介质和添加剂组成的分散体材料,具有高的饱和磁化强度,在外磁场作用下能产生高的屈服应力,可用于旋转轴的较高压差密封.设计了一种旋转轴密封装置,该装置包括高性能的永磁体、导磁良好的极靴和旋转轴,注入自制的磁流变液,在轴转速8000r/min时能够密封的氢气压差达到0.3MPa.     

磁流变液稳定性影响因素研究综述

磁流变液凭其灵活、可控、稳定的特点成为应用最广的智能材料,磁流变液的稳定性对磁流变液功能的实现具有非常重要的意义。对磁流变液在机械传动、精密加工、医学、土木工程等领域的应用及其原理进行综述,总结对比了多种磁流变液沉降稳定性的检测方法。重点介绍磁流变液沉降稳定性的影响因素,通过总结不同类型添加剂的作用机理,从沉降率的角度对比分析了添加剂对磁流变液沉降稳定性的影响。同时指出改变磁性颗粒的结构、形成低密度复合材料主要是通过增大磁性颗粒与基载液之间的摩擦力和减小磁性颗粒和基载液之间的密度差来改善磁流变液的沉降性能。最后对磁流变液的发展趋势进行预测。     

磁流变液温度特性研究

主要配制了温度稳定性能优异的磁流变液,并分析温度对磁流变液悬浮相、载液和添加剂的影响,研究了磁流变液的粘度-温度特性,该磁流变液在20～100℃温度范围内粘度稳定性能优良.测试了该磁流变液的阻尼器在不同温度下施加不同电流时的阻尼力特性,并初步探讨了磁流变液阻尼力的温度衰减性能.     

磁流变液的研发与应用

本文简介和评价了国内外近年磁流变液的研发概况，包括磁流变减振（震）液、磁流变抛光液、磁流变密封液的研究和应用情况。     

静磁场下磁流变液微结构形态稳定性分析

作为磁偶极流体系统,磁流变液丰富的微结构形态及构成这些微结构的基本胞元决定了磁流变液在磁场-力场作用下的磁流变效应.对外加静磁场下具有单链、多链密排、正方、面心立方和体心立方胞元的微结构系统的磁势能进行了分析,结果表明具有体心立方胞元的微结构的平均磁势能较低,而具有正方胞元的微结构的平均磁势能较高.基于最小势能原理可知,静磁场下磁流变液中的颗粒容易形成具有体心立方胞元和多链密排胞元的微结构.     

基于磁流变液的智能电感研究

磁流变液是一种优秀的智能流体材料,其流体特性、阻尼特性以及磁学特性已被广泛研究,但其电学特性相对来说研究进展缓慢.用MRF-J01T型磁流变液和电感线圈构成磁流变电感,推导了磁流变电感的计算公式,设计实验测试了磁流变电感随外磁场的变化规律,并从理论上对实验现象进行了分析.为磁流变电感在电子测量以及传感技术中的智能控制提供了一种依据.     

采用油酸和月桂酸改进磁流变液稳定性的实验研究

鉴于油酸和月桂酸2种表面活性剂对磁流变液稳定性所起到的不同的作用,制备了若干种不同配比的以油酸和月桂酸共同添加的磁流变液,测量它们的零场粘度、力学性能和沉降率-时间曲线,研究了月桂酸、油酸和羰基铁粉3种成分的含量对于磁流变液稳定性和力学性能的影响。结果表明合理的添加油酸和月桂酸对于制备零场粘度小且稳定性优良的磁流变液具有显著的效果。     

球磨法制备磁流变液过程中转速对其性能的影响

以羰基铁粉为分散相,以硅油为连续相,采用高速球磨分散的方法制备磁流变液,考察了磁流变液制备过程中转速对其粘度、沉降稳定性、流变性能的影响。研究发现,球磨机的转速对磁流变液的粘度和沉降稳定性影响很大。随着球磨机转速的不断提高,其粘度呈现出先减小后增大的趋势,当转速为300r/min时,所获的零场粘度最低。其沉降稳定性与粘度有很好的对应关系,即粘度大的沉降速率慢,粘度小的则沉降速率快,在转速为400r/min,所获得的沉降稳定性最好,同时获得的剪切应力也最高。因此,在磁流变液组成成分不变的情况下,制备磁流变液的过程中可以通过改变球磨机的转速来改变磁流变液的零场粘度、沉降稳定性和流变性能。     

磁流变阻尼器在多维减振平台上的应用

 自行设计并制作了一款磁流变阻尼器，通过对实验数据和特征曲线的分析，研究了该阻尼器的磁场强度和阻尼性能，验证了该阻尼器应用于半主动控制的优越性。根据减振平台主体机构的并联机构机型的选择原则，以三平移减振平台为例，提出了将磁流变阻尼器应用于多维减振平台上的设想，并构思了初步方案，为此类阻尼器应用于多维减振平台提供了数据基础和技术支持。     

Study of magnetorheological fluids towards smart energy absorption of composite structures for crashworthiness

A study of magnetorheological fluids energy absorption capability towards development of composite retrofit technologies for aged helicopters is presented in this article. Design parameters that influence the performance of magnetorheological dampers were identified and evaluated based on the damping force as a measure of compatibility to energy absorption. Tensile, compression, and cyclic loading tests were also conducted experimentally to validate the numerical investigation. An extensive parametric study conveyed that the piston head radius plays a major role in achieving higher damping force. The fundamental behaviors and results of the damping force in the numerical studies were also in a good agreement with the experimental results. The novel parametric numerical analysis framework validated in this article will allow for efficient design and optimization of future dampers.

Received 2 August 2013 Accepted 9 January 2015     

Fe3O4/PMMA纳米复合材料的制备及其磁流变性能

采用水热法以简单原料一步合成出Fe3O4/PMMA纳米复合材料，由于聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的作用，Fe3O4由十几纳米部分聚集形成几百纳米的粒子，并在PMMA中分散较为均匀．复合粒子具有较高的饱和磁化强度，为超顺磁性。由合成的复合粒子制备得到的磁流变液具有较高的剪切屈服应力和储能模量，分别可达十几kPa和几MPa，其值随外加磁场的增大而增大。     

基于有限元方法的磁流变液微结构磁化及宏观力学特性分析

采用有限元软件ANSYS建立了磁流变液的单链力学模型,考虑颗粒的非线性磁化及磁化饱和过程,计算了单链的磁场分布,以及单链中颗粒数量对剪切力的影响。基于统计力学的方法,从磁流变液的微结构出发,利用Maxwell应力张量,得到了磁流变液的力学响应特性,计算结果能较好地描述有关实验现象,表明有限元方法可用于磁流变液实际问题的分析,这对新型高性能磁流变液材料的设计具有一定的指导作用。     

A novel magnetorheological honing process for nano-finishing of variable cylindrical internal surfaces

A novel magnetorheological honing process is designed and developed for nano-finishing of cylindrical internal surfaces with the help of permanent magnets. The radial movement of magnetic tool surface is adjusted as per the internal diameter of different cylindrical components and make it fixed before start of finishing so that it can maintain constant working gap while perform finishing. The present developed magnetic tool surface always constitutes higher magnetic field than the inner surface of ferromagnetic or non-ferromagnetic cylindrical workpiece. This is an important requirement to finish the internal surface of ferromagnetic or non-ferromagnetic cylindrical components because it ensures MR polishing fluid cannot stick on the workpiece surface while performing the finishing. Hence, present developed process is useful for finishing of ferromagnetic cylindrical molds, dies, hydraulic actuators, etc. for its better functional applications after the conventional honing or grinding process. The internal surface roughness of cylindrical ferromagnetic workpiece is dropped to 90?nm from its initial value of 360?nm in 100 minutes of finishing. Further scanning electron microscopy has also been done to understand the surface characteristics of finished workpiece. The results revealed that the developed magnetorheological honing process is capable to perform nano-finishing of internal surface of the ferromagnetic cylindrical components.     

Fe3O4/聚苯乙烯中空微球磁性复合微粒的制备及其磁流变性能的研究

用共沉淀法在聚苯乙烯（PS）中空微球表面包覆Fe3O4，制备了Fe3O4/Ps中空微球磁性复合微粒，当磁性包覆层的厚度为30～50nm时，复合微粒的室温表现密度为1．5g/cm^3，为传统磁流变液（MRF）中所用铁粉等软磁性颗粒密度（约7．9g/cm^3）的1/5，更为接近MRF中载液的密度。复合颗粒的磁滞回线比较狭长，呈软磁性，其磁性能和Fe3O4纳米颗粒相差不大。与Fe3O4颗粒相比，Fe3O4/PS中空磁性复合微粒在水载液中的沉降稳定性大大提高，复合微粒含量越高，其沉降稳定性越好。在磁性微粒含量相同的条件下，基于Fe3O4/PS中空磁性复合微粒的MRF的磁流变性能明显优于基于Fe3O4纳米微粒的MRF。