發(fā)布時間：2020-10-12 20:50

　　 均勻電場控制下的電流變液在高剪切速率載荷作用下會喪失電流變控制能力,無法滿足高速沖擊載荷電流變阻尼器的應(yīng)用需求�，F(xiàn)有研究表明采用具有與電流變液流動方向平行的電場分量的非均布電場控制會改善這一問題。設(shè)計一種圓環(huán)型交指狀電極結(jié)構(gòu),能夠形成具有平行電場分量的非均布控制電場,并以電流變作用空間內(nèi)有效電場強度值來表征非均布控制電場,通過COMSOL Multiphysics軟件仿真分析了電極結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)對有效電場強度的影響規(guī)律。仿真結(jié)果表明:有效電場強度最小值隨電極寬度的增加而減小,隨絕緣寬度的增加而增加。研究結(jié)果對非均布場控電流變阻尼器的電極結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了依據(jù),并為非均布場控下電流變液其他應(yīng)用提供了參考。
【部分圖文】：

所設(shè)計的非均布場控電流變阻尼器的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示,主要由活塞、外缸筒、圓環(huán)型交指狀電極、節(jié)流孔、電流變液存儲倉、緩沖缸、環(huán)形電流變液流道幾部分組成。圓環(huán)型交指狀電極部分由多組正負交替的環(huán)形電極組成,接通外部的高壓直流電源。外缸筒采用絕緣材料制作,交指狀電極嵌入其中,緩沖缸內(nèi)及電流變流道中充滿電流變液。當交指狀電極未施加直流高電壓時,該阻尼器與單節(jié)流孔液壓緩沖器具有相同的工作原理,當施加直流高電壓時,由于電流變效應(yīng),流道中電流變液的表觀黏度及其屈服應(yīng)力會隨著外加電壓的增大而增加,緩沖阻尼力因此而發(fā)生變化,且阻尼力大小可由外加電壓調(diào)控。1.2 圓環(huán)型交指狀電極結(jié)構(gòu)設(shè)計及基本參數(shù)

圓環(huán)型交指狀電極三維結(jié)構(gòu)如圖2所示,圖中僅顯示兩組電極,具體電極對數(shù)可根據(jù)實際應(yīng)用調(diào)整。電極間隙通過絕緣材料填充,并與電極緊密接觸,確保密封性。圓環(huán)電極內(nèi)表面與緩沖缸外壁之間為電流變液流道,即電流變液的工作區(qū)域。當在正負電極間施加直流高壓時,便在電流變液工作區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生非均布控制電場。此部分電流變液的表觀黏度和屈服應(yīng)力隨著外加電壓的變化而改變,提供不同的阻尼力。通過動態(tài)調(diào)節(jié)外加電壓,可以獲得不同的緩沖吸能曲線。圓環(huán)型交指狀電極結(jié)構(gòu)實驗?zāi)Ｐ瓦x取的電極外環(huán)半徑為9 mm,內(nèi)部半徑為8 mm。電極寬度變化范圍為0.1～2 mm。選取的電極之間絕緣寬度的變化范圍為0.1～2 mm。正、負電極分別與直流高電壓的正、負輸出端相連接。電流變液環(huán)形流道寬度,一般控制在1 mm以內(nèi)。

有限元仿真分析所建立的圓環(huán)型交指狀電極仿真模型如圖3所示。此仿真模型選取一個基本單元來進行分析,并通過添加周期性的邊界條件來近似反映真實的物理模型。仿真模型分為四層結(jié)構(gòu):由外向內(nèi)第一層為電極及外部絕緣部分;第二層為電流變液流道,即仿真研究關(guān)注的電場分布區(qū)域;第三層為薄壁結(jié)構(gòu)的模擬緩沖缸,此部分根據(jù)實驗?zāi)Ｐ驮O(shè)計;最內(nèi)層為電流變液存儲倉部分。所用模型僅為電極結(jié)構(gòu)的一個基本單元,因此在上頂面以及下底面采用周期性的邊界條件。3 仿真結(jié)果及分析
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3 陸坤權(quán);電流變液──液態(tài)物理研究的新熱點[J];物理;1993年07期

4 ;新型電流變液研制成功[J];發(fā)明與創(chuàng)新;2004年01期

5 陳大軍;權(quán)旺林;安占軍;孟慶森;;電場激活壓力輔助SHS法合成TiC-Ni-Fe復(fù)合材料[J];功能材料;2006年03期

6 吳孟強，陳艾，韓永泉，朱卓婭;電流變液在靈巧窗中的應(yīng)用[J];電子科技大學(xué)學(xué)報;1999年01期

7 徐志超;伍罕;張萌穎;巫金波;溫維佳;;電流變液研究進展[J];科學(xué)通報;2017年21期

8 譚鎖奎;宋曉平;紀松;郭紅燕;王耀軍;趙紅;;TiO_2電流變液的行為及其性能研究[J];兵器材料科學(xué)與工程;2010年06期

9 李小陽;杜彥良;徐華;孫寶臣;金秀梅;;電流變液研究及在交通工程中的應(yīng)用[J];國防交通工程與技術(shù);2006年04期

10 馬會茹,官建國,盧國軍,袁潤章;電流變液及其應(yīng)用[J];現(xiàn)代化工;2004年05期

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5 王德;La-Ti-O系電流變材料合成和性能研究及電流變液揮發(fā)性研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

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