振荡剪切模式下磁流变脂法向力特性分析

发布时间：2020-12-14 08:05

　　为了探究磁流变脂的法向力行为,自制了羰基铁粉质量分数分别为30%、50%和70%的3种磁流变脂,采用旋转流变仪测量了磁流变脂在振荡剪切模式下的法向力特性,系统地研究了磁场、时间、应变幅值、频率和温度对法向力的影响.研究结果表明,3种磁流变脂试样的法向力都随着磁场强度增大而增大,当磁场强度为740 kA/m时,各试样法向力最大值分别达到了6.97 N、8.93 N、14.91 N;在不同磁场强度下,时间对磁流变脂法向力值的影响经历轻微减少、恒定不变、缓慢增加3个阶段;在整个频率范围内,不同磁场强度的磁流变脂的法向力值变化微小,基本处于一个稳定值;存在一个应变临界值,使得法向力随着应变幅值在临界值之前以较快的速度增大,进一步增大应变幅值且超过该临界值后其增长速度减小;另外,3种磁流变脂试样的法向力随温度的升高而增大且质量分数为70%的试样其法向力值最大.本文研究为磁流变脂器件的设计、优化和应用奠定了理论基础. 

【文章来源】：湖南大学学报(自然科学版). 2020年04期 北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

法向力测试设备及其原理

在材料制备方面，主要通过商用搅拌机将羰基铁粉和商业锂基润滑脂在规定的转速和时间内进行搅拌得到磁流变脂试样.其中羰基铁颗粒为德国BASF公司产品，平均尺寸为6μm，锂基润滑脂由中国Shell公司制造，作为羰基铁颗粒的载体介质，制备得到的磁流变脂试样如图1所示.制备分为3个部分：1）将一定量的润滑脂置于烧杯中，并将其加热至60℃；2）使用搅拌器在500 r/min的转速搅拌约30 min，再按质量分数分别为30%、50%和70%羰基铁粉颗粒置于搅拌过的润滑脂中；3）使用搅拌器继续搅拌直至润滑脂与颗粒充分混合.最终得到羰基铁粉颗粒质量分数分别为30%、50%和70%的磁流变脂，分别命名为MRG-30、MRG-50、MRG-70.由于润滑脂本身具有高黏度特性，该制备方法可以克服磁流变材料的沉降问题[19].

使用振动磁强计测量了不同磁流变脂试样的磁性，得到的结果如图3所示.由图3可知，当磁场强度非常低时，各试样的磁化曲线呈线性.若施加的磁场强度达到10 kA/m时，质量分数为70%的CI颗粒的磁流变脂表现出最高的饱和磁化强度，即135.8emu/g.另外，随着润滑脂中的CI颗粒数量上升，磁流变脂的磁化值将增加，研究表明纯CI铁粉具有高饱和磁化强度[9]，约为206 emu/g.2.2 振荡模式下磁流变脂的法向力行为

【参考文献】：
期刊论文
[1]磁流变脂在剪切模式下的流变特性[J]. 汪辉兴,张广,欧阳青,王炅.  上海交通大学学报. 2019(03)
[2]汽车磁流变液制动器温度特性仿真与试验研究[J]. 王道明,姚兰,邵文彬,訾斌,陈无畏.  机械工程学报. 2019(06)
[3]硅树脂基磁流变胶流变特性研究及Herschel-Bulkley模型参数识别[J]. 张广,汪辉兴,欧阳青,王炅,郑佳佳.  湖南大学学报(自然科学版). 2018(06)
[4]多阶并联式磁流变缓冲器可控性分析[J]. 欧阳青,李赵春,郑佳佳,王炅.  浙江大学学报(工学版). 2017(05)
[5]具有阻尼功能的锂基磁流变脂的稳定性及流变性能[J]. 胡志德,晏华,郭小川,王雪梅,文昊.  石油学报(石油加工). 2015(01)



本文编号：2916114