磁流變液及其在工程中的應(yīng)用

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1、第28卷第1期20I1年2月沈陽航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．28No．1Feb．20lI，·+”+。+。+1、{控制工程}k-+-+一+-+·J文章編號：2095—1248(2011)01—0019—04磁流變液及其在工程中的應(yīng)用傅莉，程濤(沈陽航空航天大學(xué)自動化學(xué)院，遼寧沈陽l10136)摘要：磁流變液是近年來得到廣泛重視的一種新型的智能材料。它是由懸浮于載體液中的軟磁性顆粒和穩(wěn)定劑構(gòu)成。介紹了磁流變液的特性，系統(tǒng)闡述了磁流變液的研究現(xiàn)狀及其在工程中的應(yīng)用情況，詳細(xì)分析了磁流變技術(shù)存在的問

2、題、關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：磁流變液；工程；磁流變技術(shù)中圖分類號：TP13文獻(xiàn)標(biāo)志碼：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磁流變液是在外加磁場作用下其粘性、塑性等流變特性發(fā)生急劇變化的材料。其基本特征是在外加磁場作用下能瞬間(毫秒級)從自由流動的液體轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍腆w，呈現(xiàn)可控的屈服強(qiáng)度。由于磁流變液在磁場作用下的流變特性是瞬間、可逆、而且其流變后的剪切屈服強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度具有穩(wěn)定的對應(yīng)關(guān)系，整個(gè)過程具有可控性，能耗極小。因此磁流變技術(shù)引起國內(nèi)外學(xué)者和工業(yè)界的廣泛關(guān)注，成為當(dāng)前智能材料研究的一個(gè)重要課題。1磁流變液的研究現(xiàn)狀1948年R

5、abinowt’3發(fā)現(xiàn)了磁流變效應(yīng)，但是以后的幾十年里，大多數(shù)科技人員都把精力放在電流變液的技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用上，并取得了一定的成果。而磁流變技術(shù)發(fā)展一直非常緩慢。80年代末期，由于電流變液的控制電源電壓過高以及剪切屈服強(qiáng)度較小等一系列技術(shù)問題一直無法解決，與電流變液相比，磁流變液具有功耗小、剪切應(yīng)力大、溫度穩(wěn)定性好、響應(yīng)時(shí)間快、適用范圍廣等特點(diǎn)，近年來受到人們的普遍關(guān)注，對磁流變液產(chǎn)品的研究由初始的探索性研制向規(guī)?；?、商業(yè)化方向發(fā)展。1．1國外研究現(xiàn)狀近二十多年來，白俄羅斯學(xué)者Shulman和Kordonsky在磁流變材料研究中取得較大進(jìn)展【2?！浚S后Lor

6、d公司及Ford汽車公司、Dephi公司等都開展了磁流變材料的研究工作。并取得了可喜的進(jìn)展¨胡j。目前已有商業(yè)化的磁流變液收稿日期：2010一lO—18基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金(項(xiàng)目編號：61074090)作者簡介：傅莉(1968一)．女．遼寧風(fēng)城人．副教授．主要研究方向：圖像處理與模式識別．E-mail：ffulli@yahoo．corn．c11。20沈陽航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)第28卷問世，各國學(xué)者的研究工作使人們進(jìn)一步了解磁流變材料的流變機(jī)理和宏觀特性，為磁流變學(xué)的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在磁流變液懸浮液的選擇和制備方面，美國Lord公司做了開創(chuàng)性工作，該公司

7、先后報(bào)道了多種類型的磁流變液配方。一般是通過向磁流變液中加入添加劑∞1或?qū)Υ帕髯円旱母鞣N參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化舊1的方法來提高磁流變液的流變性能。還有一些學(xué)者用鐵基合金代替鐵粉作為磁性微粒來配制磁流變液，結(jié)果配制出的磁流變液的流變性能顯著提高Ho。在磁流變的流變性能研究方面，福特汽車公司的J．M．Ginder，L．C．Davis等人分別用數(shù)值分析和有限元的方法對磁流變液屈服應(yīng)力進(jìn)行了分析哺，】。Weissll叫通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度從一40℃變化到150℃時(shí)，Lord公司某型號的磁流變液的粘度下降到95％，動屈服應(yīng)力下降10％。經(jīng)分析認(rèn)為，屈服應(yīng)力的下降完全是由體積膨脹變

8、化引起，而溫度的變化沒有影響磁流變液的極化機(jī)理。在磁