改进型的磁流变液剪切应力测试仪.pdf

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1、改进型的磁流变液剪切应力测试仪爨红亮，孔亚男，毕占东，张建(装甲兵工程学院技术保障工程系，北京100072)AnImprovedInstrumentforMeasuringtheYieldShearStrengthofMRFCUANHong—liang，KONGYa—nan，BIZhan—dong，ZHANGJian(DepartmentTechnicalSupportEngineeringofAcademyofArmoredForcesEngineering，Beijing100072，China)摘

2、要：针对圆盘缝隙磁场分布不均匀、磁场强度0引言低和注液不方便等问题，对自行研制的旋转圆盘式磁流变液剪切屈服强度测试仪进行了改进。运用磁流变液的流变性能在外部磁场作用下能发生ANSYS磁路仿真软件对剪切圆盘机构的磁路进行无级可逆的变化]，这种优良特性使磁流变器件在了优化设计分析，对产生漏磁的部件和结构进行了减振、人工智能、密封和超光滑表面加工等领域得到改进，使测试圆盘所在区域的磁场强度的均匀性得了广泛的应用]。磁流变液的流变性能对磁流变到了加强；当电流为1．6A时，圆盘间隙处的平均磁器件的功能起着决定性的

3、作用，磁流变液的剪切屈感应强度可达0．9T；同时该测试仪的测试结果表服强度是表征其流变性能的主要参数，因此，准确测明，Herschel—Bulkley模型可以较好地拟合MRF定磁流变液剪切屈服强度的大小，对于磁流变液的屈服后区的非线性特性。应用有着重要意义。目前，国内外研制的磁流变液关键词：磁流变液；剪切屈服强度；测试仪流变性能测试仪，主要按照磁流变液在工程中的工中图分类号：TH87；TB126作模式来设计¨5]，主要有流动模式和剪切模式2文献标识码：A种。由于国外销售的磁流变液剪切屈服强度测试仪文章编

4、号：1001～2257(2010)12—0057一O3价格昂贵，因而国内的设备大多以自制为主，但自行Abstract：Basedontheuniformityofmagnetic设计的测试设备普遍存在着以下不足：磁流变液中fieldinshearcircle，lowmagneticfield，andincon—磁场的分布不均匀，影响测量精度；存在壁面滑移效venientofinjectingMRF，therotationalparallel应，不能承受高的剪切应力，应用范围受到限制；漏diskinstr

5、umentformeasuringtheyieldshear磁现象严重，磁场利用率低；仪器结构复杂，测试操strengthofMRFmadebyourselveswasimproved．作不方便。因而本文通过借鉴国内外同心圆盘式磁流变液流变性测试仪的优点，对圆盘式剪切屈服强Themagneticcircuitoftheinstrumentwasopti—度测试仪进行改进，并对磁流变液的本构关系模型mizedusingANSYSsoftware，thepartsandstructureofleakingm

6、agneticfieldwereimproved，and进行了研究。theuniformityofthemagneticfieldinshearcircle1测试仪的工作原理plateswasstrengthen；whenthecurrentwas1．6磁流变液的本构方程可以用Bingham粘塑模A，theaveragemagneticfieldinshearcircleplateswas0．9T；finallytheresultsoftheinstrument型来描述：confirmedthatthe

7、modelofHerschel—Bulkleycan』+)，‘r>l'y(1)Iy一0(r≤r)couplethenon—linearcharacteristicsofMRFpost—yieldregimebetter．r为磁流变液的剪切应力，单位为Pa；刀为磁流变液的表观粘度，单位为Pa·S；为磁流变液的剪Keywords：MRF；shearstress；testinstrument切速率，单位为s；r为与磁感应强度有关的剪切屈服强度，单位为Pa。收稿日期：201008—12磁流变液的剪切屈服强度r虽

8、然不能直接得《机械与电子)2010(12)出，但如果能测出磁流变液的剪切应力r(一般认为2种情况的仿真结果如图2所示。可以看出，r仅仅是磁感应强度B和剪切速率j，的函数)，则由使用电工纯铁材料做上剪切圆盘时，空隙处的磁感式(1)可算出磁流变液的剪切屈服强度。应强度得到了明显的增强，当电流为1．6A时，仿真的空隙处的磁感应强度为1．05T，而使用铜材料做上剪切圆盘时，电流为1．6A时，仿真得到空隙处的磁感应强度仅为0．6T，由此可见上剪切圆盘