磁流變彈性體流變機(jī)理分析及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、磁流變彈性體是一種流變性質(zhì)可通過(guò)外加磁場(chǎng)控制的智能材料，由橡膠基體摻雜微米級(jí)的鐵磁性顆粒固化而成。有場(chǎng)制備的條件下，鐵磁性顆粒在固化后的基體中形成鏈狀有序結(jié)構(gòu)。磁流變彈性體的力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等性能可以被外加磁場(chǎng)控制。磁流變彈性體在兼具磁流變材料可控特性的同時(shí)，還具有無(wú)需密封、性能穩(wěn)定、響應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)，并且解決了磁流變液易沉降、穩(wěn)定性差、顆粒易磨損等問(wèn)題，正越來(lái)越多的受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的普遍關(guān)注，因此在航空航天、運(yùn)載車(chē)輛和土建結(jié)構(gòu)的減振緩

2、沖控制領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。然而，目前磁流變彈性體的外磁場(chǎng)控制裝置結(jié)構(gòu)笨重復(fù)雜，磁致效應(yīng)也有待提高，這些因素都制約了基于磁流變彈性體器件的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。
　　 本文在闡述和計(jì)算磁流變彈性體磁致剪切模量的偶極子模型和耦合場(chǎng)模型的基礎(chǔ)上，提出了基于鏈化分析的磁流變彈性體磁致剪切模量物理模型，為磁流變彈性體的制備和相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究提供理論上的幫助。在開(kāi)爾文模型的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了表征磁流變彈性體力學(xué)特性的粘彈性模型，制備了磁流變彈性體復(fù)合結(jié)構(gòu)

3、，并應(yīng)用于基于磁流變彈性體的隔振支架系統(tǒng)，開(kāi)展了系列性能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。具體內(nèi)容包括：①對(duì)磁流變彈性體顆粒鐵磁性和基體粘彈性進(jìn)行了分析，在闡述和計(jì)算磁流變彈性體磁致剪切模量的偶極子模型和耦合場(chǎng)模型的基礎(chǔ)上，提出了基于鏈化分析的磁流變彈性體磁致剪切模量物理模型，并通過(guò)動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀（DMA），對(duì)磁流變彈性體樣品進(jìn)行了不同磁場(chǎng)的磁致剪切模量，驗(yàn)證了該物理模型的合理性。②對(duì)經(jīng)典的粘彈性模型Maxwell模型和Kelvin模型作了分析，然后根據(jù)磁流變

4、彈性體的磁致特性提出了一個(gè)磁流變彈性體的粘彈性參數(shù)模型，利用改進(jìn)的動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀(DMA)對(duì)磁流變彈性體樣品進(jìn)行了不同磁場(chǎng)下剪切模量的變化測(cè)試、不同頻率下的損耗模量變化的測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提出的粘彈性模型的合理性。③根據(jù)磁流變彈性體應(yīng)用存在的問(wèn)題，比如磁致效應(yīng)弱，磁場(chǎng)穿透能力差及外磁場(chǎng)發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜等，論文作者制備和加工一種磁場(chǎng)內(nèi)激勵(lì)的磁流變彈性體的復(fù)合結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用于基于磁流變彈性體的隔振支架系統(tǒng)。論文建立了隔振支架系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模