非均匀磁场下磁流变液剪切屈服应力的温度特性

利用自行研制的非均匀复合场(温度、磁场)下磁流变液剪切屈服应力实验装置,测试、研究了非均匀磁场、不同剪切速率下磁流变液剪切屈服应力的温度特性。结果表明,磁流变液在17~150℃温度范围内粘度温度性能稳定,剪切屈服应力-温度特性曲线在17℃和150℃时发生突变:在低于17℃时剪切屈服应力随着温度的上升而下降,17~150℃温度范围内剪切屈服应力近似不变,温度超过150℃时,磁流变液的剪切屈服应力随温度的升高而下降。     

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。     

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。     

磁场作用下磁流变液的流变行为

制备了羰基铁粉为磁性颗粒的水基磁流变液。分别测定了该磁流变液磁场作用下的流变行为及零场流变行为,并采用Bingham模型和Casson模型及剪切稀化关系对获得的流变行为进行了拟合计算,探讨了磁流变液的剪切屈服强度和磁场强度之间的响应关系。研究表明,Bingham模型和Casson模型均可较好地描述磁流变液的流变行为;磁场作用下,磁流变液的剪切应力和表观粘度显著增高,剪切屈服强度从约2Pa增大到约80kPa;剪切率为50s-1时的表观粘度从约64mPa.s增加到约1600Pa.s;该磁流变液的剪切屈服强度与磁场强度之间存在指数关系,其值约为1.7~1.8。     

一种确定水煤浆流变模型中临界剪切速率的新方法

水煤浆是一种高粘性、不透明的液固分散悬浮液,表现出非牛顿特性,其流变特性十分复杂.在低剪切速率下,时水煤浆粘度测量发现剪切速率与剪切应力关系曲线的变化趋势突变.根据Herschel-Bulkley模型,运用一种新方法确定水煤浆的临界剪切速率,结合旋转粘度计法和管流法在广范围剪切速率下得出水煤浆的真实流变方程.     

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。     

纳米Fe3O4对装甲车辆用磁流变液性能的影响

针对装甲车辆对磁流变液的特殊使用要求,制备了添加纳米Fe3O4的磁流变液。研究了纳米Fe3O4磁性颗粒含量对磁流变液性能的影响。结果表明,加入适量的纳米Fe3O4(如1%)不但可以提高磁流变液的剪切应力,降低磁流变液的零场粘度,同时可提高磁流变液的沉降稳定性。选取加入纳米Fe3O4量为5%的磁流变液进行试验研究,结果表明:低温条件下,磁流变液粘度变大,剪切应力增大;高温条件下,磁流变液粘度变小,剪切应力减小。耐久性试验表明经过6000km的工况后磁流变减振器阻尼力衰减不大,证明制备的磁流变液能较好满足装甲车辆的要求。     

球磨时间对磁流变液性能的影响

采用球磨机球磨分散的方法制备磁流变液,着重考察了球磨分散时间对其性能的影响。利用旋转粘度计和自然沉降法对磁流变液的粘度、流变性能和沉降稳定性进行了测试。用扫描电子显微镜观察了磁性颗粒的表面形貌,分析了球磨时间影响磁流变液性能的机理。研究发现,随着球磨时间的延长,磁流变液的粘度表现出先减小后增大的趋势,其沉降稳定性与其粘度呈反比关系,即粘度大的则沉降速率慢,粘度小的则沉降速率快。在有场条件下,磁流变液所获得的剪切应力与其球磨时间有一定的对应关系,球磨时间较短的则获得的剪切应力较大,球磨时间较长的所获得的剪切应力较小。     

磁流变器件设计中的关键技术

详细总结了磁流变器件对磁流变液性能指标的要求,概括了磁流变器件的工作模式,研究了磁流变器件结构参数的设计要点.从磁芯材料选择、磁场方向确定和磁路设计步骤三方面总结了磁流变器件磁路设计的一般方法.最后以剪切阀式磁流变阻尼器的磁路设计为例,对磁路设计的过程进行了深入研究,可为磁流变器件的设计提供技术参考和经验借鉴.     

多环槽式磁流变阻尼器阻尼力建模及实验分析

介绍了自行设计的多环槽式磁流变阻尼器的结构和工作原理,提出了关于磁流变液的线性粘滞环阻尼力模型,并给出模型中参数的确定方法。通过液压激励试验台系统测试了磁流变阻尼器在不同电流、输入激励下的阻尼力-速度、阻尼力-位移特性。结果表明,在不同的输入电流及输入激励下,该模型都能较好地反映磁流变液的滞回特性,与阻尼器实验数据有较好的拟合精度。线性的力学模型方便计算与控制研究,为磁流变液阻尼器在半主动控制中的应用研究提供指导。     

考虑器件工作温度影响的Si C功率MOSFET建模

提出一种基于MATLAB/Simulink的SiC功率MOSFET全工作区变温度参数建模方法。在Si基横向双扩散MOSFET模型的基础上,采用与温度相关的电流源和电压源补偿器件漏极电流和阈值电压的变化。通过补充实验拓展SiC功率MOSFET的饱和区工作特性曲线,并根据Si C功率MOSFET的工作特性,采用数学拟合的方法来提取模型参数。在保留各个参数物理意义的同时,摆脱建模过程对物理参数的依赖。在不同电压、电流及温度(25~200℃)的情况下对器件的输出特性、转移特性、阈值电压、导通电阻及开关损耗进行测试,将测试结果与MATLAB/Simulink模型仿真结果进行性比较。模型仿真结果与实际测试结果一致,开关损耗误差在7%之内,验证了模型的准确性及有效性,为实际应用Si C功率MOSFET时系统性能及损耗分析提供参考依据。     

磁流变抛光与磁流变液:原理与研究现状

磁流变抛光液是磁流变抛光的"刀具",是磁流变抛光技术的核心之一。简要介绍了磁流变抛光技术的原理与特点,重点对磁流变抛光液的本征研究工作进行梳理和总结。分别对磁流变抛光液中双相颗粒的分散及表征,零磁场及磁场作用下流变行为与模型,颗粒受力以及磁流变抛光液与工件表面的作用机理等方面进行了分析和总结;重点分析了磁流变抛光液在磁场作用下颗粒的受力情况以及与工件表面物理作用和化学作用的耦合机制。提出了研究磁流变抛光液的三个基础性问题,展望了磁流变抛光液的研究趋势并在此基础上提出了研究路线图,为磁流变抛光液的进一步设计、制备及应用提供参考。     

低温热源喷射式发电制冷复合系统特性分析

提出一种低温热源喷射式发电制冷复合系统。该系统将有机物朗肯循环与喷射式制冷循环相结合,利用透平排气驱动喷射器工作,同时实现发电和制冷的功能。在定义系统评价指标的基础上,选取性能优良的有机物R245fa作为工质,建立系统仿真模型,进行计算分析。计算结果表明,在热源蒸发温度Tg=120℃,制冷蒸发温度Te=7℃,冷凝温度Tc=25℃的标准工况下,系统的热力学第一定律效率可达37%,热力学第一定律折合效率可达15.6%,火用 效率可达37.5%。分析同时表明,提高热源蒸发温度Tg,提高制冷蒸发温度Te,降低冷凝温度Tc,有利于提高系统的工作性能;提高透平膨胀比b可以提高系统电冷比R。     

基于特征模型的冷却塔监控装置设计

分析了火电厂冷却塔运行特点及存在的问题,重点介绍了一种智能型冷却塔运行管理监控装置,它基于建立在冷却塔出塔水温与湿球温度、冷却水流量、冷却塔进塔水温及冷却范围等之间关系的特征模型。将运行参数代入该模型,即可计算出冷却塔出口水温的理想值,通过与实际测量值比较,确定出冷却塔的运行工况。实际运行表明,该监控装置具有测量精度高、性能价格比高、能将冷却塔工作在最佳运行工况等优点。     

间歇性波浪能发电系统恒功率控制实验研究

为解决波浪能发电过程中把不稳定的波浪能转换为稳定的电能的问题,本文设计了一种间歇性波浪能液压蓄能发电系统,并且提出了基于实验测试的平稳发电实时控制策略。对负载对液压系统工作压力影响、液压马达压差与比例流量阀开口度的关系进行了理论分析。在理论的基础上,通过LabVIEW数据采集得出了压差、比例阀开口度、马达输入流量的实验数据,通过对实验分析,建立了保证流量稳定的比例阀开口度控制曲线。实验结果表明,该系统在蓄能器的稳压缓冲和控制系统的调节作用下,可以保证发电机功率和发电电压稳定,从而实现稳定发电的目的。