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摘要：磁流变液作为当今炙手可热的新型智能材料，已被越来越广泛地被运用了实际的生产当中。在旋转和变化的外加磁场的作用下，磁流变液中的诱导磁微粒会被带动而影响磁流变液的力学性能，对这种特性加以人工控制，使其具有可控性以及高灵敏度，提高和改进各个技术领域的生产效率。本文的研究具体从磁流变液剪切性能着手，涵盖了磁流变液性能测试装置的设计、磁路设计、磁流变液的制备以及性能测试结果分析。通过CAD制图、装置搭建、力矩信号的数据采集、测试数据分析等方面对进行了各个角度的分析。34748
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毕业论文关键词：磁流变液；测试装置；磁流变液制备；磁流变液性能测试
Experimental Analysis of Magneto Rheological Fluid Performance Testing
Abstract: As a new intelligent rheological material attracting much attention of researchers, magneto rheological (MR) fluid has been applied widely in various fields. In a rotating magnetic field, magnetic particles can be induced to change the mechanical properties of magneto rheological fluid, which offers the controllability and flexibility to a variety of manufacturing fields and improve the production efficiency in different technical fields.
The article refers to shear performance of magneto rheological fluid, including the design of a testing device for MR fluid, theoretical calculating on mechanical design and magnetic circuit design, preparation of MR fluid, analysis on the results in shear performance testing. Mechanical drawings in CAD, the construction of the device, shear moment data collection and data analysis are used to analyze the shear performance of magneto rheological (MR) fluid from all angles.
Key Words：Magneto rheological (MR) fluid; testing device; preparation of MR fluid, shear performance testing
目 录
1 课题介绍 1
1.1立题背景1
1.2磁流变液在国际上的应用1
1.3磁流变液在国内的应用2
1.4课题概述3
2 磁流变液性能测试装置总体设计5
2.1性能测试方案的选择5
2.1.1流动模式5
2.1.2剪切模式6
2.2磁流变液本构模型7
2.3磁流变液测试系统装置主要部件8
2.3.1传感器8
2.3.2驱动机9
2.3.3磁场发生装置9
2.3.4测试系统装配图10
2.4本章小结11
3 磁流变液性能测试装置结构设计与磁路设计 12
3.1结构设计12
3.2磁流变液性能测试系统磁路主要部件15
3.2.1磁场发生装置材料性质15
3.3磁路计算16
3.3.1气隙高度16
3.3.2磁阻和磁通计算17
3.4磁路的有限元分析20
3.4.1磁流变液附近磁感应强度分布20
3.4.2磁流变液内部磁场分布仿真结果22
3.4.3仿真结果加入空气层进行改进23
3.4.4仿真结果数据分析25
3.5本章小结26
4 磁流变液制备实验27
4.1磁流变液的制备27
4.1.1磁流变液成分概述28
4.1.2不同配比磁流变液的配置30
4.1.3磁流变液的制备31
4.1.4 磁流变液制备注意事项32
4.2本章小结33
5 磁流变液剪切性能测试实验34
5.1实验材料及设备34
5.2实验步骤35
5.3实验注意事项35
5.4本章小结36
6 磁流变液剪切性能测试实验结果分析37
6.1剪应变率对磁流变液剪切屈服应力的影响37
6.2磁流变液剪切性能测试结果分析37
6.2.1添加纳米Fe3O4对磁流变液零场粘度的影响37
6.2.2实验中扭矩与磁场强度的关系38
6.3本章小结42
7总结43
致谢44
参考文献45
1 课题介绍
1.1 立题背景
1948年，美国国家标准署的工程师J. Rabinow发现了磁流体的神奇特性，即软磁性颗粒均匀分散在矿物油中所形成的混合物悬浮体现所产生的流变性，随着外加磁场的变化而显示出明显的趋向性，同时，这种混合物还会在接近磁场的时候瞬间凝固，成为固体，这种特性在当时促成了各种离合器的发明。人们把这种有趣的磁性液体所产生的现象称为磁流变效应，而这种有趣的材料从此，磁流变液便激发了各个领域的科学家和工程师的兴趣。尤其是随着近来纳米技术、新材料、物理化学、电磁学等学科的不断演进和发展，纳米尺度的磁性材料已经顺理成章地发展成了当今科技领域较为活跃的一个重要分支。