磁流变液剪切屈服应力模型的理论分析与实验

剪切屈服应力是评价磁流变液流变性能的最重要参数,建立全面、准确的磁流变液剪切屈服应力模型对于反映磁流变液的流变学本质及磁流变液的工程应用都具有重要意义。在分析磁流变液微观结构的基础上,采用电磁力学与流体动力学相结合的方法,建立了磁流变液的剪切屈服应力模型,并在自行研制的磁流变液剪切屈服应力测试装置上对自制的磁流变液进行了实验测试,验证了模型的正确性。     

基础油种类对磁流变液流变性能及稳定性的影响

为考察基础油对磁流变液的影响,以羰基铁粉为悬浮介质,4种不同种类的基础油为分散相制备了磁流变液。采用MCR302流变仪进行旋转和振荡2种剪切模式测试,考察了基础油对磁流变液流变性能的影响。通过自然沉降法对不同种类基础油磁流变液的沉降稳定性进行评估。结果表明:磁流变液样品黏度及黏弹性与基础油的黏度和类型均有关,其中以聚α-烯烃为基础油的磁流变液具有较高的储能模量,在低剪切速率下表现出高零场黏度,而以乙基硅油为基础油的磁流变液储能模量较低且损耗因子随剪切频率波动较大,沉降稳定性较差。     

磁流变液的摩擦与润滑

采用四球摩擦磨损试验机考察了羰基铁-矿物油体系磁流变液和基础油摩擦系数随时间的变化曲线、磨斑直径,用扫描电镜观察了磨痕表面形貌.结果表明,与基础油相比,磁流变液的摩擦加剧,润滑性能降低,磁性颗粒是导致其润滑性能下降的首要原因;摩擦磨损机理主要是磨粒磨损,表现为犁沟效应.     

磁流变液研究进展及其在军事领域应用综述

磁流变液是一种新型的智能材料,在磁场作用下可在毫秒级时间内从牛顿流体变为剪切屈服应力较高的粘塑性体,且这种转变可控、连续、可逆,近年来不断引起国内外学者的普遍关注。对磁流变液的研究状况进行了全面综述,介绍了磁流变液及其器件优良特性,并对其在军事装备领域的应用前景进行了展望。     

基于CFD的磁射流抛光去除机理分析

应用计算流体动力学(CFD)方法分析了一种新型精密抛光技术——磁射流抛光的材料去除机理。磁射流抛光中,含有磨料的磁流变液射流被喷嘴出口附近的局部外加纵向磁场磁化,产生准直的硬化射流束来进行相对远距离的精密抛光。介绍了磁射流抛光的原理和实验装置,分析了磁流变液聚束射流的形成,通过一系列定点抛光实验研究了磁射流抛光工艺的材料去除分布特征,利用计算流体动力学的方法分析了垂直冲击和倾斜冲击情况下,磁流变液射流与工件表面相互作用时径向流场功率密度的分布特征。实验结果和仿真计算结果表明:磁流变液射流在工件表面径向扩展流动产生的径向剪切作用导致了材料去除;CFD方法能模拟抛光区去除率的三维分布,因此可以准确地预测抛光区形状。     

履带车辆专用磁流变液制备及稳定性研究

分析了磁流变液稳定性的影响因素,并进行了履带车辆专用磁流变液的制备.通过添加分散剂和表面活性剂,改善了磁流变液的悬浮稳定性及再分散性.在大量实验的基础上,配制出4种悬浮稳定性及再分散性较好的磁流变液.实验表明,硬脂酸能大幅提高磁流变液的稳定性,聚丙烯酰胺对提高磁流变液的流动性和再分散性作用明显.     

磁流变阻尼器的设计及其力学特性实验研究

介绍了磁流变智能阻尼器的结构和工作原理,设计制作了剪切阀式磁流变阻尼器,对设计中所涉及的一系列关键性技术问题作了深入探讨;基于台架实验,对磁流变阻尼器的动力特性进行了研究,为磁流变阻尼器的工程应用打下了基础。     

磁流变液及其应用研究综述

作为智能材料之一的磁流变液,其工程应用遍布建筑结构、海洋平台、桥梁及高速车辆等领域,尤其是在车辆先进悬挂系统领域的应用备受国内外研究者的关注。结合国内外新近研究进展及研究成果,对磁流变液组成成分、磁流变减振器结构型式、磁流变减振器阻尼力模型、车辆先进悬挂系统振动控制以及基于磁流变阻尼振动控制的实车道路实验等内容进行综述。基于更全面地跟踪和了解磁流变液及其应用研究发展趋势的目的,归纳梳理磁流变液与工程应用所面临的亟待解决的问题、当前研究的热点问题以及最新研究进展,并对磁流变液及其工程应用研究发展趋势进行了展望。     

纳米金刚石磨料磁流变抛光材料去除机理与工艺研究

理论分析与实验验证表明,纳米金刚石磨料磁流变抛光材料去除机理是塑性剪切去除.在KDMRF-1000F磁流变抛光机床上进行工艺实验,研究抛光轮与工件表面的间隙、抛光轮转速、磁场强度对峰值去除效率和表面粗糙度的影响.工艺实验表明,去除函数具有良好的稳定性和重复性,2.5h以内峰值去除效率稳定在±0.3%以内,体积去除效率稳定在±0.5%以内.直径202mm(有效口径95%)的HIP SiC平面镜采用子孔径拼接测量方法,经过磁流变粗抛(30h)和精抛(9h)后,面形误差PV值0.13μm,RMS值0.012μm,表面粗糙度RMS值2.439nm.     

多片式磁流变液离合器的设计与仿真

为了使磁流变液离合器能够传递较大转矩以满足B级轿车的要求,通过对磁流变液离合器的工作原理和转矩传递能力进行分析,确定了相关的结构参数和电磁参数,设计了一款多片式磁流变液离合器.利用Ansoft有限元分析软件对离合器模型内部的磁场分布进行了仿真,从仿真结果来看,离合器中磁流变液的工作区具有较高的磁感应强度,能够实现预期的转矩传递目标.     

叶片式MRF减振器阻尼力矩模型的建立

MRF阻尼器具有体积小、能耗低、阻尼力连续可调等优点,是一种对结构实施半主动控制的理想装置,将其用于履带式车辆悬挂系统,可以提高车辆的越野机动性能。介绍了一种以传统叶片式液压减振器为基础设计的叶片式MRF减振器。基于流体的平行板流动模型和MRF的Bingham模型,建立了叶片式MRF减振器的阻尼力矩计算模型。计算结果表明,不加磁场时,叶片式MRF减振器具有与传统叶片式液压减振器相近的阻尼特性,加磁场时,减振器可获得较大的阻尼可调倍数。     

基于ANSOFT的叶片式MRF减振器磁路仿真

介绍了一种基于传统叶片式液压减振器设计的叶片式磁流变液(MRF)减振器的结构和磁路设计,利用Ansoft工程电磁场有限元分析软件对叶片式MRF减振器的磁路进行了分析。通过深入分析该型减振器的磁场分布,为减振器的磁路设计提供参考。     

新型叶片式磁流变阻尼器结构设计

以传统叶片式减振器为基础,设计了具有"失效安全"特性的新型叶片式磁流变减振器。首先基于平板模型和B ingham模型推导了磁流变减振器力矩数学模型,然后分析了初始阻尼力不变情况下的阻尼力可调倍数影响因素,最后应用有限元分析软件ANSOFT对所设计的磁路进行仿真,分析了磁场分布。理论分析及仿真结果表明,叶片式磁流变减振器的阻尼力可调范围能满足重型车辆半主动悬挂系统的需要。     

Force chains based mesoscale simulation on the dynamic response of Al-PTFE granular composites

Force chains based mesoscale simulation is conducted to investigate the response behavior of aluminum-polytetrafluoroethylene (Al-PTFE) granular composites under a low-velocity impact. A two-dimensional model followed the randomly normal distribution of real Al particles size is developed. The dynamic compressive process of Al-PTFE composites with varied Al mass fraction is simulated and validated against the experiments. The results indicate that, force chains behavior governed by the number and the size of agglomerated Al particles, significantly affects the impact response of the material. The failure mode of the material evolves from shear failure of matrix to debonding failure of particles with increasing density. A high crack area of the material is critical mechanism to arouse the initiation re-action. The damage maintained by force chains during large plastic strain builds up more local stresses concentration to enhance a possible reaction performance. In addition, simulation is performed with identical mass fraction but various Al size distribution to explore the effects of size centralization and dispersion on the mechanical properties of materials. It is found that smaller sized Al particle of com-posites are more preferred than its bulky material in ultimate strength. Increasing dispersed degree is facilitated to create stable force chains in samples with comparable particle number. The simulation studies provide further insights into the plastic deformation, failure mechanism, and possible energy release capacity for Al-PTFE composites, which is helpful for further design and application of reactive materials.     

空空导弹三维实时动态数字仿真

主要论述了某型空空导弹实现３维实时动态数字仿真的思路和方法,首先建立３维空战模型,然后通过一定的计算方法和编程技巧实现了数字仿真的实时性。在数字仿真实时性的基础上,实现了导弹攻击目标过程的３维动态图形显示。     

叶片式MRF减振器磁路设计与有限元分析

介绍了以传统叶片式液压减振器为基础而设计的叶片式MRF减振器,并利用Ansoft工程电磁场有限元分析软件,建立其磁路有限元分析模型;通过深入分析该型减振器的磁场分布,为其在车辆悬挂系统半主动控制中的应用奠定了基础。     

车用磁流变减振器动力性能实验分析

MRF阻尼器结构简单、体积小、能耗低、反应迅速且阻尼力可调范围广, 已经成为新型履带车辆半主动悬挂系统优先选择的方案。基于磁流变液体本构关系的Bingham模型,对影响车用磁流变减振器的阻尼力的各种因素进行了综合分析。对自行研制的双出杆剪切阀式磁流变减振器进行了实验研究,获得了不同振幅、频率、电流强度下的阻尼力变化曲线,从不同的侧面获得了MRF阻尼器的动力性能。结合Hrovat限界最优半主动控制算法和车辆悬挂系统振动的半主动控制策略,仿真分析了磁流变阻尼器对整车振动的控制效果,并与LQR控制结果作了比较。