【摘要】：磁流變液(Magnetorheological Fluid,簡稱MRF)是將微米級的可磁化微粒分散在載體液中形成的一種磁場可控的智能材料。MRF懸浮穩(wěn)定性是確保其長時間有效工作的關鍵因素,是目前限制其廣泛工程應用的瓶頸之一。MRF的沉降過程實質為:懸浮相受重力影響導致其體積分數(shù)分布發(fā)生變化的過程。懸浮顆粒的體積分數(shù)與其介電常數(shù)正相關,介電常數(shù)與電容值之間存在直接關系。鑒于上述原因,通過特定的電容傳感器監(jiān)測MRF的介電常數(shù),獲取懸浮顆粒沉降速率和顆粒體積分數(shù)分布的時間歷程。針對磁流變液的工程應用中出現(xiàn)的懸浮穩(wěn)定性問題,研究電容式磁流變液懸浮穩(wěn)定性測試裝置,設計兩種形式的電容式傳感器,開展了測試裝置的機械系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)和電容數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),制作出測試裝置樣機一套,并將其測試結果與電感法測試裝置對比,實現(xiàn)了對MRF懸浮穩(wěn)定性的定量表征和綜合評價。具體研究工作如下:簡要概述了磁流變液的工程應用前景,從懸浮相受力機理分析了磁流變液靜置沉降的原因,總結了改善磁流變液懸浮穩(wěn)定性的方法。列舉了評價磁流變液懸浮穩(wěn)定性的方法和測試裝置研究現(xiàn)狀,分類指出了測試裝置存在問題,并提出了研究內容及意義。利用磁流變液沉降過程是懸浮項體積分數(shù)變化的過程,建立了磁流變液懸浮項體積分數(shù)與磁流變液介電常數(shù)關聯(lián)性模型,證明了磁流變液發(fā)生沉降的過程中伴隨著電容的波動。提出了電容法磁流變液懸浮穩(wěn)定性測試裝置的要求,完成了總體布置設計。提出了圓環(huán)-芯軸型和正對雙圓弧型電容傳感器測試原理,并對這兩種傳感器進行理論分析,其中特別分析了圓環(huán)-芯軸型的偏心誤差。使用ANSYS對兩種結構的測量電場進行仿真,對比分析了這兩種電容傳感器的優(yōu)缺點。根據(jù)兩類電容式傳感器的理論分析,設計了圓環(huán)-芯軸型和正對雙圓弧型電容傳感器。按照測試裝置技術要求,對驅動電機和驅動絲桿進行了選型,設計了測試裝置機械系統(tǒng),解決試管密封、試管夾持、絲桿運動傳遞等技術問題,設計了電機驅動系統(tǒng)模塊和數(shù)據(jù)采集模塊。制作了測試裝置零部件,并對各部件進行裝配與調整,進行上位機界面編程設計,開展各模塊聯(lián)合調試、校準和標定,完成MRF測試裝置的制作。制備6種不同體積分數(shù)的磁流變液樣品,并對磁流變液進行了連續(xù)測試。對圓環(huán)-芯軸型電容法與電感法測試的數(shù)據(jù)進行比較,兩者趨勢一致,圓環(huán)-芯軸型電容法與正對雙圓弧電容法測試結果對比分析,前者結構更優(yōu)。與目視泥線觀察法比較,兩者吻合度較高,這都說明了電容法評價磁流變液懸浮穩(wěn)定性具有可行性。對設備誤差進行了分析,方便后續(xù)改進工作。
【圖文】：

圖 1.2 圓筒式磁流變離合器結構簡圖Fig.1.2 Schematic diagram of a cylindrical magneto-rheological clutch變液可應用于火炮[7-9]，下面將以其在火炮反后坐中的應用為例來圖 1.3 右邊是火炮槍后座演示器，它使用一個安裝在滑塊上的 50

(b) 3D 減振器模型(b) 3D shock absorber model圖 1.4 飛機起落架結構圖應用于以上工程之外，，還可用于閥[14]、建筑[15]、橋梁[1
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB381

【參考文獻】

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本文編號：2614875