磁流變塑性體（MRP）是一種磁敏軟材料,主要由磁性顆粒分散到非磁性塑性基體組成。在沒有施加磁場的時候,MRP表現(xiàn)成橡皮泥狀,可以被輕易改變成任意形狀,并且在撤去外力后,MRP可以在一定時間內(nèi)保持該形狀而不發(fā)生變化。當(dāng)施加磁場時,材料內(nèi)部的磁性顆粒會在磁場的作用下移動,形成鏈狀或網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu),此時材料表現(xiàn)出彈性并有較大的屈服應(yīng)力。磁場撤去后,顆粒會保持在加磁時的位置,使顆粒形成的微結(jié)構(gòu)得以保存。這一特性使得同時觀測材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)與測試材料力學(xué)性能成為可能,有助于研究宏觀力學(xué)行為與微觀結(jié)構(gòu)的聯(lián)系。由于這種材料表現(xiàn)出了較高的磁流變效應(yīng),并且無顆粒沉降的問題,是一種性能優(yōu)良的磁流變材料。其在減振降噪,智能驅(qū)動與傳感等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。因而對MRP的研究對于理論分析及應(yīng)用具有重要意義。作為一種新興磁流變材料,MRP的性能測試、優(yōu)化設(shè)計(jì)以及計(jì)算模擬已經(jīng)取得初步成果,但是對這種材料的系統(tǒng)性研究還較少。同時,對于MRP在較長、較復(fù)雜加載下的可靠性還缺乏研究。針對這部分工作的不足,本文從分散顆粒與基體兩個角度優(yōu)化拓展了MRP的體系并進(jìn)行了表征與測試,分析了不同因素對MRP性能的影響。接著研究了MRP在... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?ＭＲＦ在無磁場到有磁場內(nèi)部顆粒組成結(jié)構(gòu)改變的示意圖［ｌｆｌ］??

后不再能分散到集體中去。另外，顆粒的種類、表面性能、形貌等都對塑性體??力學(xué)性能有影響。韓國的Ｃｈｏｉ研究組在顆粒包覆方面做了大量的工作。對于顆??粒處理方法有碳納米管包裹等［２Ｑ＿２４］。圖１．２為羰基鐵粉包裹ＭＷＮＴ的過程示意??圖。不同顆粒的形貌會影響顆粒間的接觸方式，進(jìn)而影響流變性能，如圖１．３所??示，顆粒是多面體形狀時粒鏈結(jié)構(gòu)顯微圖以及在不同接觸方式下ＭＲＦ的剪切力。??類似的研究還有花瓣?duì)铑w粒［２５］、橢球狀顆粒［２６－２８］、片狀顆粒［２９，３（）］等。在材料中加??入添加劑是改善ＭＲＦ穩(wěn)定性與性能的另一個思路。Ｇｕｅｒｒｅｒｏ－Ｓａｎｃｈｅｚ等將顆粒??分散在離子液體中獲得了一系列的ＭＲＦ，改善了顆粒的沉降率與磁流變性能。??表１．１顆粒尺寸分類【５］??０．１－ｌｐｍ?ｌ－１０ｆｉｍ?ｌＯ－ｌＯＯ＾ｍ?０．１－３ｍｍ??Ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｓｉｚｅ????Ｕｌｔｒａ－ｆｉｎｅ?Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ?Ｇｒａｎｕｌａｒ??ｒａｎｇｅ?Ｇｒａｎｕｌａｒ?ｓｏ

各國學(xué)者針對ＭＲＦ展開了模擬及計(jì)算。力學(xué)模型的建立需要考慮顆粒??的性質(zhì)，同樣的，基體的物理性質(zhì)以及磁場加載模式也要被納入考慮。分析方法??主要分為連續(xù)性分析與離散分析［４４］。常用的力學(xué)模型列在圖１．４。Ｆａｒｊｏｕｄ分析了??ＭＲＦ在擠壓模式下的行為Ｗａｎｇ發(fā)現(xiàn)，ＭＲＦ在高應(yīng)變率下具有特殊的力??學(xué)性能Ｍ。Ｏｍｉｄｂｅｙｇｉ等人計(jì)算了?ＭＲＦ的粘度在同軸旋轉(zhuǎn)模式的變化ｔ４８，４９３。ｄｅ??ｖｉｃｅｎｔｅ等提出了適用于ＭＲＦ的粘彈性結(jié)構(gòu)模型離散分析法主要用于顆粒??動力學(xué)計(jì)算［５２＿５４］，通過顆粒在多場下的受力建立動力方程，接著計(jì)算其位置的變??化，進(jìn)而獲得材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)與應(yīng)力的變化。Ｇｈａｆｆａｒｉ等人對此部分工作作了總結(jié)??［１１，４４］??〇??４??


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