【摘要】：磁流變液(Magnetorheological Fluid,簡(jiǎn)稱(chēng)MRF)是將微米級(jí)的可磁化微粒分散在載體液中形成的一種磁場(chǎng)可控的智能材料。MRF懸浮穩(wěn)定性是確保其長(zhǎng)時(shí)間有效工作的關(guān)鍵因素,是目前限制其廣泛工程應(yīng)用的瓶頸之一。MRF的沉降過(guò)程實(shí)質(zhì)為:懸浮相受重力影響導(dǎo)致其體積分?jǐn)?shù)分布發(fā)生變化的過(guò)程。懸浮顆粒的體積分?jǐn)?shù)與其介電常數(shù)正相關(guān),介電常數(shù)與電容值之間存在直接關(guān)系。鑒于上述原因,通過(guò)特定的電容傳感器監(jiān)測(cè)MRF的介電常數(shù),獲取懸浮顆粒沉降速率和顆粒體積分?jǐn)?shù)分布的時(shí)間歷程。針對(duì)磁流變液的工程應(yīng)用中出現(xiàn)的懸浮穩(wěn)定性問(wèn)題,研究電容式磁流變液懸浮穩(wěn)定性測(cè)試裝置,設(shè)計(jì)兩種形式的電容式傳感器,開(kāi)展了測(cè)試裝置的機(jī)械系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和電容數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),制作出測(cè)試裝置樣機(jī)一套,并將其測(cè)試結(jié)果與電感法測(cè)試裝置對(duì)比,實(shí)現(xiàn)了對(duì)MRF懸浮穩(wěn)定性的定量表征和綜合評(píng)價(jià)。具體研究工作如下:簡(jiǎn)要概述了磁流變液的工程應(yīng)用前景,從懸浮相受力機(jī)理分析了磁流變液靜置沉降的原因,總結(jié)了改善磁流變液懸浮穩(wěn)定性的方法。列舉了評(píng)價(jià)磁流變液懸浮穩(wěn)定性的方法和測(cè)試裝置研究現(xiàn)狀,分類(lèi)指出了測(cè)試裝置存在問(wèn)題,并提出了研究?jī)?nèi)容及意義。利用磁流變液沉降過(guò)程是懸浮項(xiàng)體積分?jǐn)?shù)變化的過(guò)程,建立了磁流變液懸浮項(xiàng)體積分?jǐn)?shù)與磁流變液介電常數(shù)關(guān)聯(lián)性模型,證明了磁流變液發(fā)生沉降的過(guò)程中伴隨著電容的波動(dòng)。提出了電容法磁流變液懸浮穩(wěn)定性測(cè)試裝置的要求,完成了總體布置設(shè)計(jì)。提出了圓環(huán)-芯軸型和正對(duì)雙圓弧型電容傳感器測(cè)試原理,并對(duì)這兩種傳感器進(jìn)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(duì)兩種結(jié)構(gòu)的測(cè)量電場(chǎng)進(jìn)行仿真,對(duì)比分析了這兩種電容傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)兩類(lèi)電容式傳感器的理論分析,設(shè)計(jì)了圓環(huán)-芯軸型和正對(duì)雙圓弧型電容傳感器。按照測(cè)試裝置技術(shù)要求,對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)絲桿進(jìn)行了選型,設(shè)計(jì)了測(cè)試裝置機(jī)械系統(tǒng),解決試管密封、試管夾持、絲桿運(yùn)動(dòng)傳遞等技術(shù)問(wèn)題,設(shè)計(jì)了電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊和數(shù)據(jù)采集模塊。制作了測(cè)試裝置零部件,并對(duì)各部件進(jìn)行裝配與調(diào)整,進(jìn)行上位機(jī)界面編程設(shè)計(jì),開(kāi)展各模塊聯(lián)合調(diào)試、校準(zhǔn)和標(biāo)定,完成MRF測(cè)試裝置的制作。制備6種不同體積分?jǐn)?shù)的磁流變液樣品,并對(duì)磁流變液進(jìn)行了連續(xù)測(cè)試。對(duì)圓環(huán)-芯軸型電容法與電感法測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,兩者趨勢(shì)一致,圓環(huán)-芯軸型電容法與正對(duì)雙圓弧電容法測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析,前者結(jié)構(gòu)更優(yōu)。與目視泥線觀察法比較,兩者吻合度較高,這都說(shuō)明了電容法評(píng)價(jià)磁流變液懸浮穩(wěn)定性具有可行性。對(duì)設(shè)備誤差進(jìn)行了分析,方便后續(xù)改進(jìn)工作。
【圖文】：

圖 1.2 圓筒式磁流變離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.1.2 Schematic diagram of a cylindrical magneto-rheological clutch變液可應(yīng)用于火炮[7-9]，下面將以其在火炮反后坐中的應(yīng)用為例來(lái)圖 1.3 右邊是火炮槍后座演示器，它使用一個(gè)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(jī)起落架結(jié)構(gòu)圖應(yīng)用于以上工程之外，，還可用于閥[14]、建筑[15]、橋梁[1
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TB381

【參考文獻(xiàn)】

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10 唐欣,凌虹,胡克鰲;磁流變液沉降穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J];磁性材料及器件;2004年03期

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3 宋春桃;車(chē)輛座椅的磁流變液減振研究[D];南京理工大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2614875