摘要：将磁流体材料与首饰设计相结合,材质采用磁流体材料、玻璃、S925银、磁铁、水,工艺则采用插镶及包镶工艺。在首饰的制作与运用中体现出磁流体材料特有性质的吸引力,通过不断创新推动实验,使磁铁对首饰中的磁流体形成交互,从中展示出现代新型材料磁流体与首饰设计相结合的科技性。

摘要：本文研制了一种光纤磁场传感器,使用涂有磁流体(MF)的全光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的U形腔体进行实验验证。光纤磁场传感器是在两段单模光纤(SMF)之间拼接一段单模光纤形成U型光学腔制造而成的,该设计具有光纤几何关系。由于几何对称性MZI对周围折射率(RI)具有很强的敏感性,灵敏度高达−13588 nm/RIU,且磁流体的折射率对磁场敏感,因此所提结构实现了磁场传感功能。实验结果表明,该传感器磁场灵敏度高达137 pm/Oe,磁场范围从0~250 Oe几乎呈线性。本文所设计的光纤磁场传感器具有体积小、成本低、易于制造、坚固耐用、灵敏度高、重复性好、易于与光纤系统集成等相关优势。

摘要：目的梳理并分析视听联觉下音乐感知与磁流体形态设计通感要素。方法以联觉效应概念为基础,根据磁流体三维形态、音乐的定义,结合磁流体性质、心理学领域的相关研究,分析音乐感知与磁流体形态设计的客观要素与整体感知,并对两者进行探讨与整合。结论在联觉效应理念指导下,关注听觉与三维视觉形态关系,梳理出音乐感知中的音高、音强、音长,磁流体形态设计中磁丘形态、震动频率、整体形态的各要素,形成两者客观要素的映射关系并验证其可行性。总结两者的整体感知,包括音乐情绪、联想想象、情绪感受、知觉特征、情感记忆等要素,在联觉效应下带给人们更丰富、深刻的体验,促进艺术与材料的融合创新,为将来相关科普产品设计、视听联觉相关研究提供参考。

摘要：以点吸收式波浪发电装置为例,考虑浮体和阻尼板在垂荡方向上的运动响应特性及磁流体发电机的发电特性,利用遗传算法优化不同规则波况下磁流体发电机的结构参数,得到装置投放于南海某岛屿附近时不同平均有效波高下的发电效率。然后,根据该岛屿全年波况的频率分布规律,计算得到全年发电量,年发电量最大时磁流体发电机结构参数最优。与传统按主波况进行结构参数优化相比,充分考虑不同平均有效波高的出现频率对装置输出功率的影响,对实海况条件下磁流体波浪发电装置的优化设计和经济效益的评估具有重要的指导意义。另外,磁流体波浪发电装置的启动波高低于1.0 m的行业标准,启动性能极好,可增加波浪的有效利用小时数,其极强的低海况响应能力尤其适合中国的低海况条件。

摘要：太赫兹(THz)是指频率在0.1~10 THz的电磁波,其波长在30~3000μm范围内。由于自然界许多小分子的振动、转动等的频率均在太赫兹波段,并且太赫兹的低电子能特性使其在实验过程中不会对待测样品造成破坏,所以太赫兹技术被广泛地应用于无损检测、生物医学等领域。但是太赫兹在铁磁领域的相关报道还是较少的,因此本研究利用太赫兹时域光谱系统研究了一种新型磁性材料:磁流体的组成部分-载基液的太赫兹透射特性。磁流体是一种兼具液体流动性和固体磁性的新型功能材料,其打破了传统磁性材料的固体形态。磁流体由Fe_(3)O_(4)纳米级颗粒以及载基液构成。在前人的研究成果中发现磁性液体不仅具有良好的磁光效应,而且对于一定频率的太赫兹波具有高透射率;另外,在极低频电磁场作用下其可用于医学上的肿瘤治疗,可作为靶向治疗的载药系统。由于磁流体的组成部分-载基液成本较高,因此在实验中运用了微流控技术。微流控技术对检测样品的消耗少、检测速度快,并且可以根据实验需求自行设计沟道,因此是一种便捷的、灵活性好的检测方式。采用对太赫兹波具有高透过率的石英材料制成了夹心式的太赫兹微流控芯片。首先将两块3 cm×3 cm×2 mm的石英玻璃作为基片和盖片,再把强粘黏性双面胶剪刻成镂空样式,形成2 cm×2 cm的方形区域,然后把盖片和基片通过雕刻好的强粘黏性双面胶键合,其沟道厚度为50μm,可以用于对少量液体的探测,并且可以使载基液呈薄膜状。之后将太赫兹技术和微流控技术相结合,利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统研究了载基液的太赫兹透射特性,通过对太赫兹时域光谱以及频域光谱的研究发现,装有载基液的微流控芯片的信号强度高于空的微流控芯片,这一发现为载基液的应用和深入研究提供了技术支持。

摘要：在本文中初步探讨了一种永磁环阵列的磁流体支撑及润滑特性,以期获得一种对固定目标区域精准支撑与润滑的方法,并实现低摩擦.以3D打印树脂材料为基底,在其表面嵌入正方形点阵排布的永磁环阵列,分别在各磁体表面注入特定体积的磁流体,使其在各永磁环表面形成封闭的液体结构.采用自行设计的支撑力测试系统及往复式摩擦磨损试验机分别对该液体结构支撑及润滑性能进行测试.结果表明:在磁场作用下的磁流体,除自身磁化和内聚产生液体支撑力外,被磁流体密封于其液体结构内的气体将进一步提升支撑能力;而对于该磁环阵列结构而言,被吸附于其表面的磁流体支撑能力随着磁铁间距的增加而减小,并逐渐趋于稳定,同时磁极排布方式对支撑力也会有所影响;当磁流体密封结构的支撑能力大于外载荷时,即摩擦对偶完全被磁流体支撑,此时可获得0.005的低摩擦系数.可见该磁流体液环密封结构所形成的液-气混合支撑力显著高于单一液体支撑,而磁环阵列结构可进一步提升总体支撑能力,当该支撑力高于负载时可避免摩擦副间的直接接触,在静止或低速状态下实现低摩擦.该研究结果对于解决精密低速滑动机构中常出现的“冷焊”及“爬行”现象具有一定应用价值.

摘要：为了解决现有SMA驱动的尿道阀存在供能系统结构复杂、与生物组织相容性和可靠性低等问题,提出了一种利用磁流体在交变磁场中的热效应为SMA弹簧的驱动直接提供热能的新方法,设计了一种磁感应发热供能SMA驱动的尿道阀。建立了尿道阀的电-磁转换、磁-热转换和热-机转换等多场耦合关系数学模型,通过仿真和实验研究了磁场控制参数对尿道阀驱动特性的影响规律,优化了磁流体的材料参数,实验研究了尿道阀的启闭特性。研究结果表明,尿道阀原理可行,植入部分结构简单;增大磁场强度或磁场交变频率均可提高驱动特性,磁流体通过参数优化后发热功率提高了57%;尿道阀启闭特性良好,平均尿流率为13.6 ml/s;所建立的数学模型有效实用,可为尿道阀的结构设计和特性分析提供理论指导。

摘要：目的遵循“艺工融合”理念下的跨学科实践教学与设计创新思路,以磁流体科研成果为技术基础,进行科普产品磁流体演示仪创新设计实践,探索并验证“产学研创”一体化的跨学科创新设计方法。方法分析交互式磁流体科普产品的研究进展和发展趋势,探索其设计创新路径。以需求与用户体验为导向构建创新设计方法,开展产品功能创新与交互设计。通过控制磁流体的磁致相变效应,完成对音乐旋律映射、语音交互映射和表情交互映射的互动演示设计,开发实现交互的实时模拟技术,形成全新的科普产品交互展示模式。结论挖掘了交互式磁流体科普产品创新设计要素与方法,有效验证了“艺工融合”理念下设计创新实践思路,实现理论学习、前沿设计一体化的教学模式。达到了综合性大学跨学科教学模式下科学与艺术的融合创新,也为未来类似教学实践工作提供参考。

摘要：互动装置艺术作为一种新兴的艺术形式,在创作和观赏过程中注重观众的参与和互动。磁流体技术作为一种创新的材料和技术手段,给互动装置艺术带来了更丰富的表现方式和艺术效果。介绍了磁流体和互动装置艺术的基本概念和特性,分析二者结合的可行性,接着探讨磁流体在互动装置艺术中的具体应用类型,并分析其对互动装置艺术的影响和推动作用。总结磁流体在互动装置艺术中的应用特征,得出未来艺术研究的方向,旨在拓展互动置艺术与物理学科的创新融合。

摘要：本论文为了解决工程机械液压缸的外泄漏问题,设计出了一种4级磁源的磁流体密封结构,通过ANSYS有限元分析法对该密封结构间隙内的磁场分析,研究了极齿长度和极靴高度两个关键参数对磁流体密封耐压能力的影响规律,并且计算出每个参数对应的磁流体密封耐压能力。然后在设计的液压缸实验中研究了液压缸往复轴的往复速度、往复行程和保压时间对于磁流体密封能力的影响。最终的结果表明:密封耐压能力随着极齿长度的增加先增大后减小;密封耐压能力值随着极靴高度的增加而减小;密封耐压能力随往复速度增加而减小;随着往复行程与保压时间的增加,密封耐压能力没有明显的改变。通过对磁流体密封结构进行有限元分析和实验研究,对研制出适用于液压缸的高密封性能装置具有重要的意义。