磁流变液及其在工程中的应用

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1、第28卷第1期20I1年2月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．28No．1Feb．20lI，·+”+。+。+1、{控制工程}k-+-+一+-+·J文章编号：2095—1248(2011)01—0019—04磁流变液及其在工程中的应用傅莉，程涛(沈阳航空航天大学自动化学院，辽宁沈阳l10136)摘要：磁流变液是近年来得到广泛重视的一种新型的智能材料。它是由悬浮于载体液中的软磁性颗粒和稳定剂构成。介绍了磁流变液的特性，系统阐述了磁流变液的研究现状及其在工程中的应用情况，详细分析了磁流变技术存在的问

2、题、关键技术及其发展趋势。关键词：磁流变液；工程；磁流变技术中图分类号：TP13文献标志码：Adoi：lO．3969／j．issn．2095—1248．2011．01．005Magneto-rheologicalFluidanditsApplicationinEngineeringFULi，CHENGTao(SchoolofAutoControl，ShenyangAerospaceUniversity，LiaoningShenyang110136)Abstract：Asanewkindofsmartmaterialsgivenextensiveattenti

3、on。Magneto—rheological(MR)fluidcon-sistsofsoftmagneticparticlesandstabilizersuspendinginamediafluid．ThispaperprovidesasystematicintroductiontOthecharacteristics，researchstatusandengineeringapplicationofMRfluid；theexistingproblems，keytechnologyandthedevelopmenttrendofMRtechnologyale

4、analyzedindetails．Keywords：Magneto—rheologicalfluid；Engineering；MRtechnology磁流变液是在外加磁场作用下其粘性、塑性等流变特性发生急剧变化的材料。其基本特征是在外加磁场作用下能瞬间(毫秒级)从自由流动的液体转变为半固体，呈现可控的屈服强度。由于磁流变液在磁场作用下的流变特性是瞬间、可逆、而且其流变后的剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系，整个过程具有可控性，能耗极小。因此磁流变技术引起国内外学者和工业界的广泛关注，成为当前智能材料研究的一个重要课题。1磁流变液的研究现状1948年R

5、abinowt’3发现了磁流变效应，但是以后的几十年里，大多数科技人员都把精力放在电流变液的技术开发与应用上，并取得了一定的成果。而磁流变技术发展一直非常缓慢。80年代末期，由于电流变液的控制电源电压过高以及剪切屈服强度较小等一系列技术问题一直无法解决，与电流变液相比，磁流变液具有功耗小、剪切应力大、温度稳定性好、响应时间快、适用范围广等特点，近年来受到人们的普遍关注，对磁流变液产品的研究由初始的探索性研制向规模化、商业化方向发展。1．1国外研究现状近二十多年来，白俄罗斯学者Shulman和Kordonsky在磁流变材料研究中取得较大进展【2。】，随后Lor

6、d公司及Ford汽车公司、Dephi公司等都开展了磁流变材料的研究工作。并取得了可喜的进展¨胡j。目前已有商业化的磁流变液收稿日期：2010一lO—18基金项目：国家自然科学基金(项目编号：61074090)作者简介：傅莉(1968一)．女．辽宁风城人．副教授．主要研究方向：图像处理与模式识别．E-mail：ffulli@yahoo．corn．c11。20沈阳航空航天大学学报第28卷问世，各国学者的研究工作使人们进一步了解磁流变材料的流变机理和宏观特性，为磁流变学的研究奠定了坚实的基础。在磁流变液悬浮液的选择和制备方面，美国Lord公司做了开创性工作，该公司

7、先后报道了多种类型的磁流变液配方。一般是通过向磁流变液中加入添加剂∞1或对磁流变液的各种参数进行优化旧1的方法来提高磁流变液的流变性能。还有一些学者用铁基合金代替铁粉作为磁性微粒来配制磁流变液，结果配制出的磁流变液的流变性能显著提高Ho。在磁流变的流变性能研究方面，福特汽车公司的J．M．Ginder，L．C．Davis等人分别用数值分析和有限元的方法对磁流变液屈服应力进行了分析哺，】。Weissll叫通过试验发现当温度从一40℃变化到150℃时，Lord公司某型号的磁流变液的粘度下降到95％，动屈服应力下降10％。经分析认为，屈服应力的下降完全是由体积膨胀变

8、化引起，而温度的变化没有影响磁流变液的极化机理。在磁