磁流变技术在液压传动与控制中的应用展望

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1、2011年5月机床与液压May2011第39卷第10期MACHINETOOL&HYDRAULICSVoL39No．10DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．10．039磁流变技术在液压传动与控制中的应用展望王京涛，吴张永，岑顺锋，王晓波(昆明理工大学流体控制工程研究所，云南昆明650093)摘要：介绍了磁流变效应的机理及磁流变液的流变学特性；归纳了磁流变技术在液压传动与控制中的一些应用，重点介绍了磁流变阀的应用；展望了磁流变技术在流体传动与控制领域的应用前景。关键词：磁流变液；磁流变效应；磁流变阀；液压传

2、动中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)10—131—3Magneto·rheologiicalTechnologyandItsApplicationsProspectsinHydraulicTransmissionandControlWANGJingtao，WUZhangyong，CENShunfeng，WANGXiaobo(HydraulicControlEn~neefingResearchInstitute，KunmingUniversityofScienceandTechnology。Ku

3、nmingYunnan650093，China)Abstract：Themechanismofmagneto-rheologicalefectandrheologicalcharacteristicsofmagneto-rheologicalfluid(MRF)weredescribed．Theapplicationsofmagneto-rheologicaltechnologyinhydraulicdriveandcontrolwereconcluded，focusingontheapplica-tionofmagneto—rheo

4、logicalvalve．TheapplicationsofMRFinfluidpowertransmissionandcontrolwereprospected．KeyWords：Magneto-theologicalfluid；Magneto—rheologiealefect；Magneto-rheologicalvalve；Hydraulictransmission磁流变液(MRF)是一种在磁场作用下其流变变液将达到稳态响应，其状态类似于黏塑性体，此时特性会发生急剧变化的智能材料。在磁场作用下，磁剪应力不再依赖于剪应变而是应变率

5、和磁感应强度的流变液能在瞬间(毫秒级)从自由流动的牛顿流体函数，一般用宾汉姆(Bingham)模型来描述此时屈转变为具有一定剪切屈服强度的近似固体的黏塑性服阶段的应力与应变的关系：体，撤去磁场后又恢复为自由流动的液体状态，且这=f(B)sgn()+r／y(1)种转变具有连续、可逆、可控的特性。磁场对磁流变式中：B为外加磁场的磁场强度，为磁流变液的表液的黏度、塑性和黏弹性等特性的影响称为磁流变效观黏度，y为剪切应变率，(B)为磁流变液的动态应。磁流变液以其奇特的流变特性广泛应用在机械、屈服应力。在磁流变液达到磁饱和前，r(B)随磁感汽车

6、、航空、建筑、医疗等领域，逐渐形成一种新的应强度曰的增加而增加。实验发现，当磁流变液中技术——磁流变技术⋯。磁流变技术和液压传动与控磁性颗粒达到饱和前，．r(B)可以表达为磁感应强度制技术相结合将会是新的研究方向——磁流变液压传的幂函数形式：动。作者归纳了磁流变技术在液压传动与控制中的一些应用，为其更深入的研究提供一些参考。(B)=aB(2)式中：系数和幂指数n(通常为1到2之间)为依1磁流变液的流变特性赖于不同的磁流变液材料的常数。根据磁流变液的转变机理，可以通过改变作用于磁流变液的磁感应强度，即改变产生磁场的电流大小2液压传动的工

7、作介质来控制磁流变液的剪切力的大小。在非零磁场中，磁磁流变液由载液、离散的可极化的磁性颗粒、表流变液流动必须克服牛顿阻力和库仑阻力。在零磁场面活性剂等组成。载液可以采用现有的以矿物油为基中，磁流变液流动只受到牛顿阻力，而库仑阻力为础的液压油，磁性颗粒一般为微米或纳米级的铁磁性零。一般认为磁流变液受剪切时遵循以下应力一应变颗粒，表面活性剂常用的是油酸。随着纳米技术的发关系：当应变很小时，磁流变液还未到屈服状态，这展，纳米铁磁性颗粒进入产品化生产，由于纳米颗粒时的应力一应变关系类似于固体，即剪应力与剪应变具有的表面效应和体积效应，纳米铁磁

8、性颗粒制成的成正比；当应变超过临界值后且应变率恒定，则磁流磁流变液的悬浮稳定性有了显著的提高，铁磁性颗粒收稿日期：2010—05—25作者简介：王京涛(1982一)，男，硕士研究生，主要从事流体传动与控制技术的研究工作。