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1、第32卷第7期機(jī)械工程材料Vol.32No.72008年7月MaterialsforMechanicalEngineeringJul.2008新型磁流變膠的流變性能1122葉興柱,龔興龍,江萬(wàn)權(quán),嚴(yán)長(zhǎng)青(中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)1.近代力學(xué)系,中國(guó)科學(xué)院材料力學(xué)行為與設(shè)計(jì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;2.化學(xué)系,安徽合肥230027)摘要:研制了一種新型的磁流變膠,通過(guò)穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)剪切試驗(yàn)對(duì)其流變性能進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明:在較大磁場(chǎng)作用下磁流變膠的剪切應(yīng)力對(duì)剪切率的依賴(lài)性很小,并具有較大的剪切應(yīng)力;其線(xiàn)性粘彈性區(qū)域隨著外加磁場(chǎng)的增大而變寬;其儲(chǔ)能模量G′在外加磁場(chǎng)作用下可以達(dá)到7
2、.98-1MPa(H=102.8kA·m),并且與磁流變液一樣在外加磁場(chǎng)作用下其G′曲線(xiàn)也出現(xiàn)了三個(gè)明顯的變化區(qū)域。關(guān)鍵詞:磁流變膠;粘彈性;剪切應(yīng)力;儲(chǔ)能模量中圖分類(lèi)號(hào):TQ138.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):100023738(2008)0720021203RheologicalPropertiesofMagnetorheologicalGelYEXing2zhu,GONGXing2long,JIANGWan2quan,YANChang2qing(UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230027,
3、China)Abstract:Anewtypeofmagnetorheologicalgel(MRG)waspreparedanditsrheologicalpropertieswereexamined.TheresultsshowedthatshearstressoftheMRGwasinsensitivetoshearratewhentheappliedmagneticfieldstrengthwaslargeanditslinearviscoelasticrangewasenlargedbytheincreaseofappliedmagnetic
4、field-1strength.Itsstoragemodulusreached7.98MPawhentheappliedmagneticfieldwasH=102.8kA·m.Justlikemagnetorheologicalfluids,threecharacteristicregionswereobservedinMRG.Keywords:magnetorheologicalgel;viscoelasticity;shearstress;storagemodulus[2-5](magnetorheologicalgel)應(yīng)運(yùn)而生。0引言磁流變膠
5、是以溶膠作為連續(xù)相的母液,將微米磁流變液是將微米尺寸的磁極化顆粒分散于非[6]級(jí)的磁性顆粒均勻地分散到其中而形成。Shiga磁性液體(礦物油、硅油等)中形成的懸浮體系。在等對(duì)磁性顆粒在硅樹(shù)脂膠中的磁流變性能進(jìn)行了分零磁場(chǎng)情況下,磁流變液流動(dòng)性能良好,其表觀粘度[7,8]析;Mitsumata對(duì)添加了膠體的磁流變液的磁致很小;在外加強(qiáng)磁場(chǎng)作用下表觀粘度可在短時(shí)間(毫壓縮模量進(jìn)行了研究;Rankin[9]等對(duì)磁性顆粒在粘秒級(jí))內(nèi)增加兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上,并呈現(xiàn)類(lèi)固體特性;塑性基體中的磁流變行為進(jìn)行了研究;Lopez[10,11]而且這種變化是連續(xù)的、可逆的,即去
6、掉磁場(chǎng)后又恢等對(duì)添加了硅膠的磁流變液穩(wěn)定性和流變性能進(jìn)行復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。近年來(lái)隨著對(duì)機(jī)電一體化的需求[2-5]了研究;Fuchs等則對(duì)硅樹(shù)脂膠和聚亞胺酯基體和材料制備技術(shù)的提高,磁流變液的研究得到迅速[2-4]的磁流變膠進(jìn)行了較為全面的研究,同時(shí)還對(duì)發(fā)展,成為當(dāng)前智能材料研究領(lǐng)域的一個(gè)重要分[5]超分子聚合體基體進(jìn)行了研究。磁流變膠不僅解[1]支。但目前磁流變液本身的沉降問(wèn)題以及磁流變決了沉降問(wèn)題,而且保持了磁流變液的一些主要優(yōu)器件的密封問(wèn)題仍然沒(méi)有得到很好的解決。因此一點(diǎn),比如在外磁場(chǎng)作用下具有快速響應(yīng)、表觀粘度和種新型的、無(wú)沉降磁流變材料———磁流
7、變膠剪切模量可以發(fā)生顯著的變化等特點(diǎn)。但是目前的磁流變膠還存在一些問(wèn)題,如沉降穩(wěn)定性還不是非收稿日期:2007208230;修訂日期:2008202225常理想,同時(shí)制備成本也比較高。為解決制備成本基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(10672154);中國(guó)科學(xué)院“百高的問(wèn)題,作者制備了以明膠作為基體的磁流變膠,人計(jì)劃”資助項(xiàng)目作者簡(jiǎn)介:葉興柱(1981-),男,浙江寧波人,碩士研究生。并對(duì)其在磁場(chǎng)作用下的主要流變性能進(jìn)行了測(cè)試,導(dǎo)師:龔興龍教授并對(duì)其磁控流變性能進(jìn)行了分析?！?1·葉興柱,等:新型磁流變膠的流變性能1試樣制備與試驗(yàn)方法tanδ與H的關(guān)
8、系。為了保證試驗(yàn)在不破壞試樣本身結(jié)構(gòu)的條件下進(jìn)行,采用在小應(yīng)變下(應(yīng)變值γ0≤γL)1.1試樣
