电流变流体的性能及其在振动控制中的应用

本文介绍了电流变流体的基本构成及其力学性能，综述了电流变流体在振动控制中的应用具体讨论了电流变流体阻尼器的结构，原理及其应用方面的研究，简单介绍了对含电流变流体的层合梁进行振动主动控制的方法。     

智能材料的研究与开发

本文提出了智能材料的概念,定义了智能材料的特征,重点阐述了和评价了智能材料与结构用基础材料－形状记忆合金、电致流变流体材料、磁致流变流体材料,电致伸缩材料等的种类,组成,特点,用途,研究现状与市场前景;论述了智能材料的战略意义;展望了它的发展前景,最后探讨了智能材料与材料科学的关系及其发展趋势。     

电流变流体在平板缝隙内的流动特性研究

为了从宏观角度研究电流变流体在平板缝隙内的流动，配制了一种电流变流体，并设计了实验装置，对电流变流体在平板缝隙内的流动进行了流体力学分析。通过实验建立了电流变流体在平板缝隙内流动时，缝隙前后压差△P、流量Q及加在缝隙上的电场强度E的关系方程，实验结果与理论结果对照发现：△P随E增加而增加，这一趋势是一致的，但流量越大，理论值与实验值偏差越大，并对其影响因素进行了讨论。     

聚线型反式喹吖啶酮的合成及电流变性能

合成并表征了平面梯形聚合物聚喹吖(2,3-b)啶-7,14(5,12)二酮(聚线型反式喹吖啶酮,PTQA);以PTQA为基础粒子,溴代二苯甲烷(BDPM)为分散介质制备了无水型电流变流体(ERF),考察了其电流变性能。研究了体系中粒子浓度、外加电场强度、剪切速率等对电流变流体的剪切应力、屈服应力和表观黏度的影响,考察了电流变流体的温度效应。结果表明,PTQA-BDPM体系是一种性能优良的电流变流体,粒子质量分数为30%的流体室温屈服应力达到6.0 kPa(3 kV/mm);体系的剪切应力随温度升高而增大,且在高温区间具有较强的温度效应。     

电流变液在流体控制中的应用

电流变液作为工作介质应用于流体控制系统,可用于没有机械运动部件的流体控制阀,阀的流量和压降可直接由电场信号来调节。介绍了电流变阀的设计准则,设计制作了4件电流变阀组成一流体控制元件用于流体动力控制,并对不同电场强度下的流量、压力特性等进行了理论和实验分析。     

电流变夹层圆柱腔体的高频声振响应特性的实验研究

采用电流变流体(ERF)，结合工程实际中常见的隔声腔体结构，通过实验研究了高频声激励作用下含电流变材料夹层圆柱腔体的声振响应特性及其变化。结果表明：当外激励为高频信号时，电流变效应的影响仍相当明显，通过对电流变材料施加电场控制，可以对夹层壳形成的封闭腔体的结构振动进行有效的控制。所进行的声振实验结果显示，电流变效应对复合结构的振动在不同的频率段可产生抑制和放大的不同作用，说明在高频激励环境下，电流变复合结构仍具备较强的振动控制能力；同时，腔体外部的声压并未因电流变效应的作用发生明显改变，表明电流变效应对高频噪声没有明显的控制作用。     

电流变液及其在航空中的应用

电流变液是一种具有优良机电耦合性能的智能流体材料,在航天航空、机械和机器人等领域具有广阔的应用前景.本文在阐述和讨论电流变液组成以及电流变效应影响因素的基础上,介绍和展望了电流变液在航空领域的应用概况,并指出了适用于航空设施电流变液研究的方向.     

一种新型电流变减振器的原理设计及其性能模拟

简要介绍了电流变流体－一种在振动控制领域极具应用前景的先进复合材料的基本概念及其典型特性，并在此基础上提出了一种新型电流变减振器的原理设计。最后，针对这种减振器的结构特点给出了它的力学模型及其性能分析。     

液晶聚硅氧烷／硅油稀流体电流变效应的研究

利用Williamson醚合成方法制备了烯丙氧(对乙氧基)联苯，并以其为单体采用催化加聚合成了侧链型联苯聚硅氧烷，并对其结构进行了表征，证实该物质具有液晶性．研究了液晶聚硅氧烷／硅油稀流体的电流变效应，研究发现：该流体具有液晶型电流变液剪切变稀的现象；由剪切应力与剪切速率的关系可以看出，在2kV／mm电场作用下随着剪切速率的增大，产生的剪切应力越大；随着侧链液晶聚硅氧烷／硅油流体重量比的增大，在2kV／mm电场的作用下该流体的剪切应力也增大。     

硅酸铝-淀粉系复合悬浮相电流变流体的流变特性研究

研究了硅酸铝-淀粉系复合悬浮相电流变流体的流变特性,发现其某些流变曲线超出已有流体流变曲线范围,而呈现“V”形,且在高电场强度时这种趋势更为明显。为解释该现象,提出了一种复合粒子的极化模型。     

ER Smart Fluids: Properties and Applications

ER fluid is one of the popular materials used in smart materials and structures (SMS). In thispaper, several ER fluids were synthesized. The static and dynamic mechanic characteristics weremeasured and discussed. The application of ER fluid on a sandwich beam featuring ER fluidapplied to vibration control was investigated.     

Control of radiation heat transfer through a composite window featuring ER fluid: A conceptual investigation

Radiation heat transfer control through the application of an electric field upon an Electroheological (ER) fluid based composite material is an innovative new area of research. A conceptual experiment has been conducted to study radiation heat transfer through a composite window featuring an ER fluid. The composite window is composed of two thin glass plates with a layer of ER fluid contained between them. The glass walls were transparent except for a very thin coating of an electric-conductive film which enabled the inside of the glass surfaces to serve as electrodes. The ER fluid was contained between the glass surfaces and consisted of a suspension of micron sized crystalline zeolite particles in a silicon oil. This study has demonstrated the unique capability of ER fluids to regulate and control radiation heat transfer via transmittance measurements. A semi-empirical model is developed from the experimental data to correlate the dependence of radiation transmission through ER fluids based on several physical parameters (f_v, V^*, and L). This model agrees reasonably well with the measured data. The results obtained in this study are very important to those concerned with the development of a thermally smart material for heat transfer control.Presented at the Second Minsk International Heat and Mass Transfer Forum, May 18–22, 1992.     

智能复合材料结构的主动振动控制

本文提出应用电流变体(Electro-Rheological Fluids)材料作为复合材料结构振动主动控制的材料,针对含电流变体材料的智能复合材料悬臂梁,进行了振动的主动控制,测试了智能复合材料悬臂梁在外加电场作用下,弹性模量、衰减系数、固有频率等振动特性的变化,同时,针对不同的梁材料,给出了材料变化对梁振动控制的影响.     

电流变减振器的参数估计与减振性能研究

本文对研制的多层极板式电流变减振器进行了正弦和随机激励实验，发现这种减振器在低频时减振效果非常明显，在高电场时减振器表现出明显的非线性特性，减振器还具有移频特性，即减振器的刚度在电场作用下发生变化。为了比较，对一种滑动极板减振器进行了对比实验。最后用递归最小平方法估计了减振器的粘性阻尼和库仑阻尼，估计时考虑了刚度的变化，估计的结果与实验结果一致。     

新型电流变智能隔震装置的结构隔震效果分析

将电流变智能阻尼器与叠层橡胶隔震垫相结合,形成新型电流变智能隔震装置,对结构进行智能隔震控制。首先,进行了新型电流变智能隔震装置的设计,推导了转动电流变阻尼器控制力的计算公式,提出了电场强度和装置剪切变形之间的函数关系,实现了拟限位型和拟摩擦型的隔震装置模型;然后,针对电流变智能隔震控制的特点,提出了摩擦控制的判别规则并给出了计算公式,编制了相应的程序;最后,对应用电流变智能隔震装置的单自由度结构进行了数值分析,结果表明:两种类型的隔震装置对结构都有较好的控制效果,限制了隔震层变形的同时不增加隔震层的加速度,控制效果比较理想。     

Sol-Gel Preparation of Graphite/TiO2 Composite Particles and Their Electrorheological Effect

Graphite/TiO2 composite particles were obtained by sol-gel technique in this paper. The structure and characteristic of the composite particles are analyzed by XRD, SEM and TG-DTA. The electrorheological properties of the ER fluid containing the particles were measured by a Couette-type rheometer under shear rates of 1～136 s-1 and AC electric fields of 0～3 kV/mm. The experimental results show that the leaking current density of the ER fluid is higher than that of pure titanium dioxide particles dispersed in damping oil. The shear yield stress of the ER fluid increases with increasing electric field and exhibits a typical Bingham flow behavior. The suspension demonstrates an excellent ER performance (τ/τ0=1200) compared with conventional ER fluids (τ/τ0 ≤500). The sedimentation of the ER fluid is improved obviously due to the coating effect of the particles.     

温度对电流变流体流变行为的影响

研究了温度对硅铝酸盐、沸石、高分子、钛酸钡悬浮相电流变流体(ERF)抗剪强度及表观粘度的影响规律,结果表明,温度的作用规律主要受外加电场强度和悬浮相数量的影响,与剪切速率的大小无明显关系。温度升高,在高的外加场强下,硅铝酸盐系ERF和沸石系ERF的抗剪强度有明显峰值出现;高分子材料悬浮相ERF也有峰值现象;BaTiO3悬浮相ERF的抗剪强度则单调下降。     

表面改性纳米氧化钛的强电流变效应

以十二烷基硫酸钠（SDS）为表面改性剂,用溶胶凝胶方法制备出无定型改性纳米氧化钛颗粒,平均粒径为100nm．颗粒表面改性极大地提高了纳米氧化钛与硅油的浸润性和所配制电流变液的力学性能．颗粒浓度为3．0g／ml时,材料显示最佳的电流变效应,其挣态剪切应力值可达130kPa（4kV／mm直流电场）．与微米电流变液比较,纳米电流变液的抗沉降性能有较大的改善．颗粒的纳米粒径尺度、与基液良好的润湿性是形成改性纳米颗粒强电流变效应的主要原因．     

温度对电流变液体流变行为的影响

研究了温度对硅铝酸盐、沸石、高分子、钛酸钡悬浮相电流变液体（ERF）抗剪强度及表观粘度的影响规律,结果表明,温度的作用规律主要受外加电场强度和悬浮相数量的影响,与剪切速率的大小无明显关系。温度升高,在高的外加场强下,硅铝酸盐系ERF和沸石系ERF的抗剪强度有明显峰值出现;高分子材料悬浮相ERF也有峰值现象;BaTiO3悬浮相ERF的抗剪强度则单调下降。     

Enhanced effect of dopant on polyaniline nanofiber based electrorheological response

As a potential candidate for electrorheological (ER) materials, polyaniline (PANI) nanofibers were synthesized via an interfacial polymerization route, because of their easy synthesis, high stability, controllable conductivity and good ER response. In this study, a new dopant, indole-2-carboxylic acid, was used to improve the ER performance. The synthesized PANI nanofibers were dispersed in silicone oil at 10 vol% and their rheological properties as an ER fluid were examined using a rotational rheometer under a variety of electric field strengths. In addition, their dielectric properties were studied using a LCR meter. The results showed that indole-2-carboxylic acid, which has high polarizability, enhanced the ER effect of PANI nanofibers, showing that polarizability is an important parameter affecting the ER behavior.