微重力流體科學(xué)是研究微重力環(huán)境下流體介質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一門新興學(xué)科,我國(guó)的微重力流體科學(xué)尚處在起步階段,需要大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為支撐。為推動(dòng)我國(guó)微重力流體科學(xué)發(fā)展,開(kāi)展微重力實(shí)驗(yàn)研究探索,填補(bǔ)我國(guó)微重力流變實(shí)驗(yàn)空白,本文依托于中國(guó)載人航天工程“微重力流體物理實(shí)驗(yàn)柜”項(xiàng)目,利用蝸輪蝸桿和莫式錐度設(shè)計(jì)了旋轉(zhuǎn)流變儀的自鎖結(jié)構(gòu)及支持快速更換的高精度剪切結(jié)構(gòu),完成了樣機(jī)研制,并進(jìn)行了粘度測(cè)量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度隨被測(cè)樣品粘度增大而提高,適用于測(cè)量中高粘度的樣品。本文主要內(nèi)容如下:1)以簡(jiǎn)單剪切流動(dòng)為例建立了粘度、剪切速率和剪切應(yīng)力三者的數(shù)學(xué)關(guān)系模型,分析了溫度、壓強(qiáng)等因素對(duì)粘度的影響和流變測(cè)量的邊界條件。從旋轉(zhuǎn)流變儀的工作原理出發(fā),建立了三種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)與被測(cè)樣品粘度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系模型,分析了不同轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的適用范圍和各自的優(yōu)缺點(diǎn),為設(shè)備的研制打下基礎(chǔ)。2)通過(guò)對(duì)特殊運(yùn)輸條件和應(yīng)用環(huán)境的分析,提出的針對(duì)微重力環(huán)境下應(yīng)用所需的相關(guān)功能,分析了相關(guān)指標(biāo)。根據(jù)相關(guān)功能和指標(biāo)制定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,明確了各部分的功能,給出了實(shí)現(xiàn)方法,兼顧多項(xiàng)指標(biāo)完成了所需器件的選型,并對(duì)扭矩傳感器進(jìn)行了振動(dòng)實(shí)驗(yàn)... 

【文章來(lái)源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【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 課題研究背景與研究意義
        1.1.1 流變學(xué)
        1.1.2 流變儀及其發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 國(guó)外微重力流變實(shí)驗(yàn)的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 流體科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜概述
    1.4 本文的主要研究目的和內(nèi)容
第2章 流體與粘度
    2.1 流體及其分類
        2.1.1 牛頓流體
        2.1.2 非牛頓流體
    2.2 粘度測(cè)量
        2.2.1 粘度基本概念
        2.2.2 影響粘度的因素
    2.3 流變測(cè)量的邊界條件
    2.4 本章小結(jié)
第3章 旋轉(zhuǎn)流變儀方案設(shè)計(jì)
    3.1 旋轉(zhuǎn)流變儀
        3.1.1 同軸圓筒式流變儀
        3.1.2 錐板式流變儀
        3.1.3 平行平板式流變儀
    3.2 樣機(jī)研制需求
    3.3 研制指標(biāo)
    3.4 流變儀系統(tǒng)組成
    3.5 器件選型
        3.5.1 直線位移滑臺(tái)
        3.5.2 旋轉(zhuǎn)剪切電機(jī)
        3.5.3 扭矩傳感器
        3.5.4 測(cè)距傳感器
    3.6 本章小結(jié)
第4章 流變儀硬件與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.1 采集控制模塊設(shè)計(jì)
    4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.2.1 扭矩測(cè)量結(jié)構(gòu)
        4.2.2 直線位移結(jié)構(gòu)
        4.2.3 發(fā)射鎖緊結(jié)構(gòu)
        4.2.4 重量控制
    4.3 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)與分析
    5.1 設(shè)備搭建
    5.2 振動(dòng)實(shí)驗(yàn)
    5.3 粘度測(cè)量實(shí)驗(yàn)
    5.4 誤差分析
    5.5 結(jié)論
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]可描述加速蠕變的流變力學(xué)組合模型和煤巖的蠕變?cè)囼?yàn)研究[D]. 邊金.重慶大學(xué) 2002



本文編號(hào)：3160581