電流變液是一種流變特性在外電場(chǎng)作用下迅速且可逆變化的智能材料,在實(shí)際工程應(yīng)用方面具有廣闊的前景,盡管目前新型電流變材料的屈服應(yīng)力有了很大的提高,然而目前仍然沒(méi)有一種成熟的基于電流變材料的產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)。原因在于對(duì)外耦合場(chǎng)作用下的電流變效應(yīng)機(jī)理和電流變液動(dòng)力學(xué)特性的了解不夠透徹。在電流變液的研究進(jìn)展中發(fā)現(xiàn),表征電流變效應(yīng)的時(shí)間和空間尺度都是非常小的,其流動(dòng)過(guò)程中具有一些微尺度流動(dòng)特征。根據(jù)這一特征,本文將電流變液的流動(dòng)視為微尺度流動(dòng),從理論和實(shí)驗(yàn)研究這兩個(gè)方面展開(kāi)研究工作,通過(guò)數(shù)值模擬結(jié)合實(shí)驗(yàn)的方法研究了電流變液在動(dòng)態(tài)耦合場(chǎng)（電場(chǎng)與泊肅葉流動(dòng)場(chǎng)）作用下的動(dòng)力學(xué)特性。目的在于全面深入地詮釋電流變效應(yīng)機(jī)理和完善電流變材料的配方設(shè)計(jì)。主要的工作如下:首先,基于電流變效應(yīng)的理論模型,綜合動(dòng)電效應(yīng)和表面力這些微尺度因素的影響分別分析和計(jì)算了介電微粒的主要受力,依此建立了微尺度下電流變液動(dòng)力學(xué)方程,并根據(jù)流體力學(xué)和電動(dòng)力學(xué)等理論結(jié)合電流變液控制方程建立了微尺度下電流變液動(dòng)力學(xué)耦合模型。其次,采用耗散粒子動(dòng)力學(xué)方法對(duì)電流變液在靜態(tài)場(chǎng)和動(dòng)態(tài)耦合場(chǎng)作用下介電微粒的動(dòng)力學(xué)規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬。并研究了靜態(tài)場(chǎng)下表... 

【文章來(lái)源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 電流變液的研究進(jìn)展
    1.3 微尺度下電流變液動(dòng)力學(xué)
    1.4 電流變液在微機(jī)電系統(tǒng)工程的應(yīng)用
    1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 微尺度下電流變液動(dòng)力學(xué)耦合模型研究
    2.1 引言
    2.2 介電微粒極化成鏈機(jī)理
    2.3 微尺度效應(yīng)
        2.3.1 雙電層效應(yīng)
        2.3.2 電粘性效應(yīng)
    2.4 微尺度下電流變液動(dòng)力學(xué)方程
        2.4.1 粘性力
        2.4.2 表面力
        2.4.3 布朗力
    2.5 微尺度下電流變液動(dòng)力學(xué)耦合模型
    2.6 本章小結(jié)
第3章 微尺度下電流變液動(dòng)力學(xué)模擬仿真研究
    3.1 引言
    3.2 數(shù)值模擬方法
    3.3 耗散粒子動(dòng)力學(xué)方法
        3.3.1 基本理論
        3.3.2 初值和邊界條件
        3.3.3 模擬參數(shù)選擇
        3.3.4 權(quán)函數(shù)
        3.3.5 積分方法
    3.4 數(shù)值模擬結(jié)果與分析
        3.4.1 靜態(tài)場(chǎng)下電流變液動(dòng)力學(xué)模擬分析
        3.4.2 靜態(tài)場(chǎng)下未考慮表面力的模擬結(jié)果
        3.4.3 動(dòng)態(tài)耦合場(chǎng)下電流變液動(dòng)力學(xué)模擬分析
        3.4.4 動(dòng)態(tài)耦合場(chǎng)下電粘性效應(yīng)的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 微尺度下電流變液動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 電流變液的制備和流變特性的測(cè)試
    4.3 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理
    4.4 靜態(tài)場(chǎng)下電流變效應(yīng)實(shí)驗(yàn)
        4.4.1 靜態(tài)場(chǎng)下電流變液亞微觀結(jié)構(gòu)變化過(guò)程
        4.4.2 靜態(tài)場(chǎng)下的電滲效應(yīng)
        4.4.3 靜態(tài)場(chǎng)下電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)電流變效應(yīng)的影響
        4.4.4 靜態(tài)場(chǎng)下通道高度對(duì)電流變效應(yīng)的影響
    4.5 動(dòng)態(tài)耦合場(chǎng)下電流變液動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)
        4.5.1 動(dòng)態(tài)耦合場(chǎng)下電流變液亞微觀結(jié)構(gòu)變化過(guò)程
        4.5.2 動(dòng)態(tài)耦合場(chǎng)下電流變液宏觀力學(xué)特性
        4.5.3 動(dòng)態(tài)耦合場(chǎng)下流速對(duì)電流變效應(yīng)的影響
        4.5.4 動(dòng)態(tài)耦合場(chǎng)下通道尺寸對(duì)電流變效應(yīng)的影響
        4.5.5 動(dòng)態(tài)耦合場(chǎng)下的壁面滑移和捕獲效應(yīng)
    4.6 模擬仿真與實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]圓槽盤式磁流變液制動(dòng)器的設(shè)計(jì)研究[J]. 袁金福,王建文.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2018(02)
[2]磁流變液潤(rùn)滑浮環(huán)軸承及其在轉(zhuǎn)子振動(dòng)控制中的應(yīng)用[J]. 王小虎,陸雯,李鴻光,孟光.  振動(dòng)與沖擊. 2017(12)
[3]恒壓驅(qū)動(dòng)流下電流變液動(dòng)力學(xué)可視化試驗(yàn)研究[J]. 朱石沙,羅奇,劉金剛.  材料導(dǎo)報(bào). 2015(14)
[4]克努森數(shù)在微尺度相似流動(dòng)特性研究中的作用[J]. 許艷芝,朱惠人,鄭杰.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2013(08)
[5]隔離電極的電流變效應(yīng)拋光裝置及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 路家斌,閻秋生,田虹.  金剛石與磨料磨具工程. 2012(06)
[6]平板狀電流變閥壓力差理論與實(shí)驗(yàn)分析[J]. 焦曉陽(yáng),劉建芳,劉國(guó)君,李曉韜,劉建朋,劉曉論.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(06)
[7]極板形貌修飾對(duì)電流變液/極板界面滑移抑制實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張敏梁,田煜,蔣繼樂(lè),孟永鋼,溫詩(shī)鑄.  物理學(xué)報(bào). 2009(12)
[8]極性分子型電流變液[J]. 陸坤權(quán),沈容,王學(xué)昭,孫剛,曹則賢,劉寄星.  物理. 2007(10)
[9]電流變技術(shù)在微型機(jī)械系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J]. 許喬丹,陳淑梅.  機(jī)械. 2005(07)
[10]巨電流變效應(yīng)及其機(jī)理[J]. 溫維佳,黃先祥,楊世和,陸坤權(quán),沈平.  物理. 2003(12)

博士論文
[1]微尺度下液體流動(dòng)、傳熱特性及其應(yīng)用研究[D]. 陳巧麗.浙江大學(xué) 2016

碩士論文
[1]基于可視化的電流變液動(dòng)力學(xué)中俘獲效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究[D]. 周瀟.湘潭大學(xué) 2017
[2]基于耗散粒子動(dòng)力學(xué)的流體流動(dòng)模擬[D]. 吳立明.中北大學(xué) 2013
[3]電磁流變效應(yīng)微砂輪研拋加工機(jī)理研究[D]. 田虹.廣東工業(yè)大學(xué) 2008
[4]電流變拋光光學(xué)玻璃的研究[D]. 柳文杰.吉林大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3198177