磁流變液技術 第8期

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1、外文資料編譯磁流變液技術圖書館信息部摘要近年來，磁流變液技術在工程技術領域得到越來越廣泛的應用。文章介紹了磁流變液的基本原理、理化特性以及當前的研究與發(fā)展情況。并舉例說明了磁流變液在減振、振動控制、降噪等領域的實際應用。關鍵詞磁流變液流變特性阻尼減振磁流變液(MagnetorheologicalFluid,簡稱MRFluid)是一種可控流體。它由量級的鐵磁性顆粒分散在低粘度的油或水中，同時加入添加劑，提高混合物的穩(wěn)定性、抗腐蝕性、潤滑、抗氧化、pH值、色素、鹽度以及降低酸度。在外部磁場作用下，其性能（如磁學、電學、熱學、聲學、光學及流變學等性能）可

2、發(fā)生顯著、迅速（在毫秒級時間內(nèi)）、連續(xù)且基本完全可逆的變化。以流變性能為例，顆粒在外加磁場的作用下被磁化，磁化后的顆粒相互作用聚集成鏈或柱狀有序結構，即流動性良好的牛頓流體在瞬間流變?yōu)榫哂幸欢羟星姸鹊腂ingham類固體。在宏觀上看來，是由自由流動的狀態(tài)轉變?yōu)轭惞虘B(tài)，發(fā)生了相變；而一旦磁場撤去，磁流變液又恢復為自由流動狀態(tài)。在上個世紀九十年代，磁流變液在制備、固化機理、微觀結構、力學分析等方面都取得了豐碩的研究成果，使人們對磁流變液的認識更加深入，直接導致近幾年磁流變液在工程中的廣泛應用。到目前為止，磁流變液技術已經(jīng)滲透到機械、采礦、自動化儀

3、表、印刷等行業(yè)，包括應用磁流變液制作的家庭健身器械、機械手的抓持機構、裝配車間不規(guī)則形體的依托架、閥門和密封、機器人傳感器、減振器等。應用磁流變液的流變特性制作的器件通常具有結構簡單、功耗小、可控性強、易于集成到控制系統(tǒng)中等優(yōu)點。磁流變液在減振、振動控制、降噪等領域具有巨大的應用價值，采用磁流變液技術的阻尼器，因其具有能耗低、出力大、響應速度快、結構簡單、阻尼力連續(xù)順逆可調(diào)，并可方便地與微機控制結合等優(yōu)良特點，已經(jīng)成為新一代高性能和智能化的減振裝置。在汽車工業(yè)、機器人工業(yè)、高層建筑和橋梁等相關領域有著廣泛的應用前景和巨大的市場潛力。在日本，一個大型

4、博物館的建筑中利用磁流變液阻尼器來減輕地震對其破壞；在中國洞庭湖大橋上已應用磁流變阻尼器進行斜拉索的減振。另外全球著名的汽車零部件生產(chǎn)商Delphi公司生產(chǎn)的磁流變懸掛裝置已經(jīng)應用在Cadillac豪華轎車上；以生產(chǎn)賽車的防沖擊減震器而著稱的Carrera公司已經(jīng)開發(fā)出第二代磁流變減震器。Lord公司最近開發(fā)出在2A電流下能產(chǎn)生180KN阻尼力的阻尼器，使得磁流變液在建筑、橋梁中用于抗擊地震成為可能。除了可應用在減振、振動控制、降噪等領域外，磁流變液7外文資料編譯還可以用于假肢、拋光、洗衣機、閥等。另外兩個比較特殊的應用包括：在癌癥治療中應用磁流變

5、液，這本質(zhì)上是磁流變閥的應用，使腫瘤因為得不到血液而停止生長；聲波在磁流變液中傳播有兩種模態(tài)而且可由磁場控制，因而在聲學中也可以得到應用。Lord公司以專業(yè)生產(chǎn)磁流變液和開發(fā)磁流變液商用器件而著稱，同時它也成立了自己的磁流變液研究小組。在磁流變液的制備方面他們解決了許多技術問題，如沉降、長效性等。Lord公司的產(chǎn)品已被作為實驗、測試、應用的標準。Lord公司目前已申請了幾十項關于電磁流變液器件方面的專利。此外，F(xiàn)ord汽車公司的磁流變液小組長期從事磁流變液的機理及應用研究，也為磁流變液性能的提高以及在汽車上的應用做出了貢獻。近年來，磁流變液已受到美

6、國軍方的關注。美國ArmyTankandArmamentsCommand(TACOM)正在研制能由計算機控制的磁流變懸掛系統(tǒng)來更新當前的悍馬（Hummer）戰(zhàn)車。美國SystemsandPlanningAnalysis,Inc(SPA)正在為阿帕奇AH-64直升機的機關炮(Chaingun)研發(fā)半主動控制的磁流變反沖阻尼系統(tǒng)。該研究受到美國ArmyResearchLaboratory(ARL)的資助。MIT的GarethMcKinley教授正在使用磁流變液研制瞬時盔甲(instantarmor)。正如最新的《黑客帝國》影片所展示的那樣，當危險來臨時

7、，這種盔甲立刻會變成一面堅不可摧的盾牌。該項目受到美國軍方的ArmyResearchOffice資助。SatConTechnologyCorporation研制出了基于磁流變液的連續(xù)可變傳動裝置(MagnetorheologicalFluid-BasedContinuouslyVariableTransmission)。此項工作也受到美國ArmyResearchOffice(ARL)的巨額資助。1、磁流變液的理化特性1.1磁流變液的基本組成磁流變液主要由磁性顆粒、基礎液、添加劑三部分組成。1、磁性顆粒在外加磁場作用下，磁流變液中的磁性顆粒產(chǎn)生鏈化作

8、用，是磁流變液產(chǎn)生磁流變效應的核心。根據(jù)磁流變效應機理研究結論，磁性顆粒具有以下特點：①通常磁性顆粒的所用的磁性材料都屬于