磁流变弹性体隔振缓冲器设计及实验研究

磁流变弹性体是一种剪切模量可由外加磁场控制的智能材料,在半主动控制、着陆缓冲等方面具有广阔的应用前景。本文在此基础上探讨了基于磁流变弹性体的隔振器的磁路计算方法和结构设计准则,并设计出隔振器原型样机,通过改变控制电流和正弦波激振频率,考察隔振器的振动控制响应特性。实验结果表明在一定的频率范围内,该隔振器具有良好的隔振效果。     

磁流变弹性体隔振器的磁路结构有限元分析

磁流变弹性体是一种新兴磁流变材料,目前在结构振动控制、冲击隔离等方面显示出广阔的应用前景。基于磁流变弹性体的优良特性,设计一种剪切挤压式磁流变弹性体隔振器。根据磁流变弹性体工作区域磁场强度的要求,进行磁流变弹性体隔振器的磁路设计。利用ANSOFT电磁场分析软件,对磁流变弹性体隔振器进行磁路有限元分析,验证设计结果的正确性。     

基于磁流变弹性体的缓冲装置设计及其冲击响应特性研究

利用聚氨酯基磁流变弹性体,结合ANSYS有限元仿真,设计制作了一种剪切式磁流变弹性体缓冲装置。搭建自由跌落冲击试验系统和冲击响应谱试验系统分别测试了该缓冲装置的冲击响应特性,研究了在不同磁场下缓冲装置的缓冲性能。实验结果表明在自由跌落冲击和冲击响应谱两种试验中,所设计的磁流变弹性体缓冲装置都具有较高的缓冲率,且装置的缓冲率随着磁场的增加而增大,表明磁流变弹性体缓冲装置起到了一定的缓冲作用,且可以实现外加电流对其缓冲效果的控制,该研究为磁流变弹性体在半主动/主动隔振缓冲领域的应用做出了有益探索。     

磁流变弹性体隔振器隔振控制与实验研究

为了更好地对磁流变弹性体隔振器的隔振性能及其控制策略进行研究。通过基于扫频激励的实验测试了磁流变弹性体隔振器的移频特性,证明了磁流变弹性体隔振器具有较宽的移频范围。基于磁流变弹性体隔振器的移频特性,提出了针对扫频激励的on-off控制策略。使用了基于变阻尼、变刚度的on-off控制策略,并将其应用于简谐激励和随机激励。通过实验研究证明,在控制策略的控制下,磁流变弹性体隔振器对于不同的激励形式都有着很好的隔振效果。该研究可以为磁流变弹性体隔振器的工程应用奠定基础。     

基于磁流变弹性体的坦克发动机减振研究

发动机悬置系统的动静态特性是影响坦克车辆的机动性和人员舒适性的重要因素之一。由于发动机振动频率随着工况的改变而发生改变,利用磁流变弹性体的刚度可控特性,采用避开车身振动频率的方式,提高悬置系统隔振效果。基于建立的发动机两自由度动力学模型,获得避开机身共振频率所需磁流变弹性体悬置系统的刚度变化范围。设计了一种新型的压缩式磁流变弹性体隔振器,用有限元法对隔振器的磁路进行设计和分析,并采用万能材料试验机对该隔振器进行了测试。试验结果表明,通过改变外加电流大小,该隔振器满足了坦克发动机悬置的刚度变化范围。     

一种剪切式磁流变车削减振器的设计与减振试验

将智能材料——磁流变液应用于外圆车削振动控制的研究中。针对普通CA6140车床的结构,通过结构设计、磁路设计研制了一种剪切模式的磁流变车削减振器。建立了基于磁流变减振器的车削系统动力学模型,并通过仿真验证了减振效果。利用有限元法对减振器的磁路进行了优化,优化后磁路面积相对初始设计减小24%,使减振器结构更紧凑,且磁场在非磁流变区域的损耗减小,从而提高了减振器的工作效率。建立外圆车削减振试验系统来对磁流变减振器的减振效果进行试验研究,结果表明减振器可以对车削振动进行有效地控制。     

磁流变弹性体中颗粒磁场力的简化分析模型

磁流变弹性体中颗粒磁场力受到颗粒磁化率、颗粒结构以及颗粒间的饱和磁场强度等因素影响。利用磁路分析的原理,讨论了由磁化材料和非磁化材料组成的一段磁路的特性,在考虑颗粒结构的基础上建立了磁流变弹性体局部磁场的颗粒分析单元,推导得到了颗粒的磁化强度表达式。在对颗粒磁化强度过程简化的基础上,进一步导出计算颗粒磁场力的计算公式。     

舰用磁流变弹性体隔振器设计及性能分析

根据磁流变弹性体的工作模式和工作原理,设计一种舰用新型的磁流变弹性体隔振器结构,该隔振器中磁流变弹性体处于剪切压缩的状态。采用经典理论对隔振器尺寸进行计算,并应用有限元对其静、动态力学性能进行分析,并对隔振器在不同控制电流下的动态性能进行试验,结果表明,所设计的磁流变弹性体隔振器结构是合理的;随着控制电流的增大,动态刚度不断增大,当控制电流超过2 A以后,动态刚度的改变量趋于平缓;隔振器动态刚度随磁场的变化较明显,即隔振器刚度可进行有效调节。     

新型磁流变弹性体隔振器关键技术

磁流变弹性体是近年来广泛应用的一种新型智能隔振材料,它继承了磁流变液的可控、可逆、响应速度快等优良性能,同时具有稳定性好、不易磨损和不易沉降等特点,广泛应用于高新技术隔振领域。以橡胶作为基体研制出的新型磁流变弹性体,充分利用磁流变弹性体刚度和阻尼可控的特性,设计一款新型磁流变弹性体隔振器,对其在不同外加控制电流和激励频率下的振动响应特性进行了试验研究,试验结果表明在外加电流的改变下,该隔振器刚度相应改变,从而引起固有频率的改变,达到宽频隔振的效果。     

新型永磁隔振器的隔振性能分析与实验研究

在超精密加工、IC制造、光学、高端的物理及化学试验中,隔振器已经成了许多设备的一个关键部件,隔离来自地面和设备内部的振动。随着稀土永磁材料的迅速发展,永磁隔振器已成为国内外研究的热点之一。本文将采用环形永磁体提出了一种新构型的永磁隔振器;根据环形永磁体的磁力和刚度的解析模型对隔振器的隔振性能进行参数化分析,确定了该隔振器磁环的结构参数。作为新型永磁隔振器的试验研究,搭建了永磁隔振试验台,通过理论计算和试验证实了该磁浮隔振器在其最大承载能力时具有良好的低频隔振性能。     

增塑剂对磁流变弹性体磁流变效应的影响

磁流变弹性体是磁流变材料的一个重要分支,它兼有磁流变材料和弹性体的优点,同时克服了磁流变液沉降、稳定性差等缺点.但目前研制出的磁流变弹性体存在磁流变效应和机械性能上的矛盾,难以在需要高强度的变刚度器件中实际应用.本文研究了磁流变弹性体基体中增塑剂对材料磁流变效应的影响.结果表明,在基体中添加增塑剂使得磁流变弹性体的相对磁流变效应有较大幅度提高,并超过了目前文献中报道的最佳水平.文中还对磁流变弹性体的机械性能进行了评估,结果发现添加增塑剂对磁流变弹性体的机械性能影响不大.这表明在制备硬性工程实用磁流变弹性体时,在基体中添加增塑剂可以在保证机械性能的同时提高材料的磁流变特性.     

基于介电弹性体的振荡水柱波浪能发电模拟分析

振荡水柱式(OWC)波浪能采集装置结构简单、成本低;介电弹性体作为发电机可以收集人体能、海洋能、风能等,能量密度高、耐冲击、环境适应性强,利用OWC驱动介电弹性体形变发电应用前景好。在FLUENT中建立二维数值水槽OWC模型分析气室内波高和压强的变化规律;在Abaqus有限元分析系统中将波浪进入气室的模拟压强施加到介电弹性体薄膜模型产生形变,采用Simulink计算介电弹性体发电量。结果表明:介电弹性体发电量随着薄膜面积、气室压强增加而增大;随着薄膜厚度、预拉伸强度增大而减小,并且这两者对发电量影响较大。     

The effect of large strains on ageing of a filled elastomer

Strain endurance experiments on a filled elastomer were performed at several temperatures. It was found that superimposed prestraining accelerated the ageing process. This process was caused by microstructural changes in the elastomer. In order to evaluate the mechanical properties of a filled elastomer it is necessary to take into consideration not only the ageing effects but also the loading history.     

新型乙丙橡胶生产与应用进展

乙丙橡胶是世界第三大合成橡胶品种,市场潜力巨大。我国乙丙橡胶产品数量和品种还不能满足日益增长的需求,特别是高性能新品种较少。本文重点介绍了新型乙丙橡胶生产与应用技术进展,如茂金属乙丙橡胶、液体乙丙橡胶、EPDM/PP、改性乙丙橡胶等。     

吹塑级热塑性弹性体制备中的共混均匀性研究

热塑性弹性体应用广泛,利用其进行吹塑制得的成品可应用于体育器材、汽车等行业中。从理论、工艺和设备等方面综述了热塑性弹性体在吹塑前的共混改性,提高共混体系均匀性的方法,并展望了吹塑级热塑性弹性体的应用前景。     

Development of a Morphing Skin Based on the Honeycomb Reinforced Elastomer

The morphing skin has been a main obstacle in the real-world implementation of morphing aircrafts. This paper presents a morphing skin made of the elastomer reinforced by the honeycomb structure. A matrix made from elastomer provides possibilities to configure the morphing skin and the honeycomb structure with smaller in-plane modulus and larger out-of-plane modulus is thought to be suitable to reinforce the elastomer. The polyurethane elastomer is selected and synthesized by the casting method with the prepolymer approach, after which a tensile test is conducted to get its stress-strain relationship. To decrease the skin depth and diminish the local deformation in the honeycomb cell, the elastomer is filled into the honeycomb core rather than just working as the flexible face sheets, which leads to the so-called honeycomb reinforced elastomer. To present its mechanical properties finite element method is applied to analyze the morphing skin with a plug-in of commercial software Abaqus developed to model the skin in details. Different geometry and material parameters are taken into consideration with three kinds of results calculated namely, the equivalent tensile modulus, the non-dimensionalized equivalent three-point bending stiffness and the linear strain capacity. After the simulation analysis, samples of the morphing skins are fabricated by the compression molds method and the tensile tests have verified both the concept and the simulation results. At last, an optimization performed has shown a significant decline of the tensile modulus and out-of-plane displacement of the morphing skin.     

MDI-50型聚氨酯弹性体材料合成及性能研究

利用MDI-50、聚醚多元醇和3,3′-二氯-4,4′-二氨基-二苯基甲烷(MOCA)扩链剂制备了MDI-50型聚氨酯弹性体,研究了游离异氰酸酯基质量含量、聚醚多元醇相对分子质量对MDI-50聚氨酯弹性体力学性能的影响,采用示差扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)、红外光谱(FTIR)及力学性能等测试方法对MDI-50型聚氨酯弹性体的结构及性能进行了表征和分析,并与TDI-80型聚氨酯弹性体相比较。结果表明:MDI-50型聚氨酯弹性体的综合性能明显优于TDI-80型。MDI-50型弹性体的硬度、撕裂强度和抗拉强度都随预聚体游离-NCO质量含量的提高而增大,随聚醚多元醇软链段相对分子质量增大而减小,而断裂伸长率相反。     

聚合物/热塑性弹性体/纳米无机粒子三元复合材料的增韧增强研究进展

介绍了聚合物/热塑性弹性体/纳米无机粒子三元复合材料的形态结构及增韧机理,分析了热塑性弹性体、纳米无机粒子、加工工艺、界面性能4个方面对聚合物/热塑性弹性体/纳米无机粒子三元复合材料形态和性能的影响。热塑性弹性体和纳米无机粒子对聚合物有协同增韧增强作用,加料顺序是形态结构的最主要影响因素,聚合物的力学性能非常依赖热塑性弹性体和纳米无机粒子在聚合物中的存在形态。最后,展望了该体系未来的研究方向。