超聲波在磁流變材料中傳播特性研究.pdf

1、磁流變材料是一種智能材料,各國學者對它的力學特性、流變學特性、磁學特性、電學特性、光學特性等均有研究,尤其是力學特性及其器件開發(fā),如磁流變阻尼器,廣泛應用于汽車、機械等各個領域。然而對于其聲學特性的研究卻非常少,因此在國內(nèi)研究超聲波在磁流變材料中的傳播特性不僅是新穎、前沿的,同時也為日后開拓新穎的磁控超聲波器件提供啟示和基礎。
　　針對在不同條件下,磁流變液使超聲波傳播特性發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象,本文研究了超聲波在液固兩相混合介質(zhì)中的

2、傳播機理,設計并制作了研究超聲波在磁流變材料中傳播特性的實驗裝置,通過實驗研究了外界條件對超聲波傳播特性的影響。主要工作包括:
　　1)了解并分析超聲波在磁流體和磁流變液中傳播特性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,以及存在的缺陷和不足,闡述了此課題的背景及意義,并在此基礎上闡明了本文的主要研究內(nèi)容。
　　2)研究超聲波在介質(zhì)中的傳播特性,重點分析了超聲波在兩相混合介質(zhì)中傳播的速度和衰減表達式及其遲滯特性,且通過ECAH模型建立了液固兩相混合

3、介質(zhì)中聲能衰減和聲速的關系。
　　3)對實驗系統(tǒng)進行設計:設計的實驗裝置不僅能夠通過改變電流大小來獲得所需磁場,還可以調(diào)節(jié)磁場與超聲波傳播方向夾角的大小;設計了超聲波發(fā)生電路和超聲波接收放大電路,并用ORCAD軟件對電路進行仿真,制作且調(diào)試成功后應用于實驗中。
　　4)通過實驗研究了在磁感應強度范圍為0-0.2T,超聲波傳播方向和磁場方向的夾角θ分別為0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°時,超聲波在磁流

4、變液和磁流變膠泥中傳播特性變化的情況,并且對比了超聲波在磁流變液和磁流變膠泥中傳播時的差異;實驗中還發(fā)現(xiàn)磁場對超聲波傳播速度和幅值的調(diào)制具有遲滯效應,而且當兩個夾角互補時,它們的速度和幅度隨著磁場強度變化的趨勢基本相同。
　　5)運用超聲波在兩相混合介質(zhì)中的傳播理論和磁流變材料的結(jié)構(gòu)機理等知識對磁流變材料使超聲波傳播特性變化的現(xiàn)象進行了定性解釋:外加磁場的大小和方向改變時,磁流變材料中形成的磁鏈結(jié)構(gòu)也會隨之變化,因此超聲波的波速和