摘要：磁流变介质在服役过程中受温升、磁场、持续剪切的多场耦合作用,其作用引起流变学行为规律不明并难以准确预测。由于反向传播(BP)神经网络存在容易收敛于局部极值的问题,通过建立麻雀搜索算法(SSA)优化BP神经网络的高温热效应磁流变脂流变性能预测模型,用于表征和预测实验温度、磁场、热效应时间、剪切速率与磁流变脂流变学性能之间的关系。结果表明:高磁场下,磁链大量聚拢受到皂纤维的阻碍较小,磁流变脂剪切应力大幅增加。高温热效应对磁流变脂复合结构造成了一定破坏,表现为MRG-24h在各实验条件下的剪切速率曲线整体较低。BP预测模型在评估局部离散性较大的数据时,出现R2为负值的低泛化性能表现,而SSA-BP预测模型对于整体不同数据集和局部离散性较小、较大的数据进行预测性能评估时,仍具有较高的预测精度。SSA-BP预测模型可以为磁流变脂流变性能预测,并为磁流变器件的设计和研发提供数据支持。

摘要：磁流变脂材料无沉降、密封结构简单、制备容易,因而具有巨大工程应用前景,在剪切模式下的流变特性是磁流变脂缓冲器件设计和应用的基础.采用商业润滑脂为基体,制备了羟基铁粉质量分数分别为30%、50%和70%的磁流变脂.利用稳态剪切测试分析了不同铁粉质量分数的磁流变脂的黏度、剪切应力、屈服应力随剪切速率和磁场变化情况,结果表明:磁流变脂的本构关系可用Bingham模型进行描述,且在一定范围内,羟基铁粉质量分数越高,磁流变脂的黏度和剪切应力可调范围越广.以铁粉质量分数为70%的磁流变脂为例,运用大振幅振荡剪切的方法,确定线性黏弹性区间和非线性黏弹性区间的临界应变幅值为0.02%;计算该型磁流变脂在磁感应强度为0.96T时的屈服应力为24.7 kPa,磁致储能模量为1.17 MPa,相对磁流变效应高达3 814%.

摘要：智能材料是指在磁场、电场、应力等环境变量作用下性能可控的新型功能材料,是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料。磁流变材料是一种重要的场响应型智能材料,主要成分为磁性颗粒和非磁性基载液,其物理和流变特性受磁场影响,并且具有优异的可控性,这种特性使磁流变材料受到学者的广泛关注,在科学与工程领域拥有良好的应用前景。近年来出现的磁流变材料包括磁流变液、磁流变脂和磁流变弹性体等,目前磁流变液的研究与应用较为广泛,磁流变液可通过外部磁场进行调控,流变性质在几个数量级上表现出阶跃性和可调性的变化,可以在几毫秒内从类流体转变为类固体状态。在零磁场强度下,磁流变液的行为类似于非牛顿流体,具体特性取决于磁流变液的自身组分,通常表现出具有屈服应力的宾汉塑性流体行为。磁流变液可以在阻尼器、减震器和离合器等领域提供半主动控制,但沉降问题一直制约着磁流变液的发展。磁流变脂以润滑脂为基载液,润滑脂的特殊结构能够有效改善磁流体的沉降稳定性,因此在磁流变器件应用领域展现出显著优势。本文从磁流变脂制备、流变特性、磁流变脂器件及其潜在应用这四个方面综述了磁流变脂材料及其应用研究进展,针对磁流变脂的材料特性和实际应用展开讨论,与磁流变液进行相应的比较,并对磁流变脂作为润滑材料的发展趋势进行了展望。

摘要：针对现代小口径炮弹引信作用性能要求高与体积小的矛盾,提出一种新型小口径引信延期解除保险机构。该机构利用智能材料磁流变脂在有/无磁场作用下的开关特性,基于黏弹性液体受挤压采用收缩孔泄流的工作原理,实现引信延期解除保险功能。通过流体动力学和磁场分析,推导出反映机构结构尺寸和流体黏度特性等因素的延期时间数学模型。仿真和试验结果表明:局部阻尼系数经修正后可有效降低模型计算误差,最大误差为6.7%;通过匹配不同泄流孔径、弹丸转速和颗粒体积比等参数,可实现机构延期时间可控范围为9~84ms.磁流变脂温度工作范围广且颗粒不易发生沉降,解除保险机构简单可靠,在中、小口径引信中具有潜在应用价值。

摘要：为了探究磁流变脂的法向力行为,自制了羰基铁粉质量分数分别为30%、50%和70%的3种磁流变脂,采用旋转流变仪测量了磁流变脂在振荡剪切模式下的法向力特性,系统地研究了磁场、时间、应变幅值、频率和温度对法向力的影响.研究结果表明,3种磁流变脂试样的法向力都随着磁场强度增大而增大,当磁场强度为740 kA/m时,各试样法向力最大值分别达到了6.97 N、8.93 N、14.91 N;在不同磁场强度下,时间对磁流变脂法向力值的影响经历轻微减少、恒定不变、缓慢增加3个阶段;在整个频率范围内,不同磁场强度的磁流变脂的法向力值变化微小,基本处于一个稳定值;存在一个应变临界值,使得法向力随着应变幅值在临界值之前以较快的速度增大,进一步增大应变幅值且超过该临界值后其增长速度减小;另外,3种磁流变脂试样的法向力随温度的升高而增大且质量分数为70%的试样其法向力值最大.本文研究为磁流变脂器件的设计、优化和应用奠定了理论基础.

摘要：针对磁流变液阻尼器存在磁场利用率不高和磁流变液沉降导致控制特性劣化的问题,提出一种基于多级径向流动模式的磁流变脂阻尼器方案,将磁流变脂的多级径向流动分解为源流与汇流的对称组合,建立了磁流变脂径向流动的分析模型。利用磁流变脂微单元平衡得出了磁流变脂尊静态径向流动微分方程,采用磁流变脂双粘度本构模型和无滑动边界条件,导出了磁流变脂径向流动速度分布函数和径向压力梯度分布函数。绘制了磁流变脂在不同半径处流动速度分布图,得到了磁流变脂阻尼器的阻尼力计算方法。按照轨道车辆抗蛇行减振器的技术要求,设计制作了基于多级径向流动模式的磁流变脂阻尼器样机,利用J95-I型油压减振器试验台对其示功特性进行了测试,结果表明在不同激励电流下的磁流变脂阻尼器理论示功特性与实验示功特性能较好吻合。

摘要：磁流变脂是一种兼具快速磁响应特性和弱流动性的新型磁敏材料,在传感及阻尼减振等领域有着潜在应用价值。本工作利用羰基铁粉作为软磁填充颗粒与脂类基体混合制备了磁流变脂样品,依托所设计的电阻试验单元,并通过自建的旋转磁场试验表征系统,研究了旋转磁场的偏转角度与旋转速度对磁流变脂磁致电阻特性的影响,并在微观层面对影响磁致电阻特性的机理进行了分析。结果表明:增加软磁填充颗粒的含量,可有效提升磁流变脂磁致电阻的相对变化量;在单周期的磁场偏转角度试验中,磁流变脂电阻试验单元的阻值变化形成对称的上升段与下降段,在偏转周期范围内阻值的绝对变化量为2.4 MΩ;试验单元的阻值在不同磁场偏转速度下呈现了与转速相匹配的周期性变化趋势。

摘要：为了解决磁流变流体沉淀给磁流变流体装置动力特性带来的影响,提出一类流变特性也可以随外加磁场发生显著变化的磁流变脂,基于剪切工作原理设计用于旋转机械转子系统的剪切型磁流变脂阻尼器及单盘悬臂转子系统,通过试验详细地研究剪切型磁流变脂阻尼器对转子系统动力特性的可控性、剪切型磁流变脂阻尼器抑制转子系统振动的有效性,以及剪切型磁流变脂阻尼器对转子系统的振动进行主动控制的适用性,并考察了剪切型磁流变脂阻尼器-转子系统的动力特性在长时间内的重复性。结果表明,利用一个低压电磁线圈产生的磁场就可以控制剪切型磁流变脂阻尼器-转子系统的动力特性,在合适的磁场条件下剪切型磁流变脂阻尼器能够极大地抑制转子系统的振动,剪切型磁流变脂阻尼器-转子系统的动力特性在较长的时间内具有良好的重复性,剪切型磁流变脂阻尼器适合作为转子系统振动的主动控制元件。

摘要：针对现有测试装置剪切率低且难以使磁流变脂达到磁饱和的问题，提出了一种基于同心圆筒双边剪切模式的磁流变脂流变学特性检测方法，分析了剪切通道中磁流变脂在转子作用下的剪切流动特性与剪切应力分布，建立了磁流变脂传递力矩与剪切应力的理论关系，得出了由传递力矩导出标称剪切应力的近似算法；通过建立剪切率与剪切应力之间的函数关系，利用剪切通道中磁流变脂的平衡微分方程和流动边界条件，得出了由转子角速度导出磁流变脂标称剪切率近似算法；通过实验方法研究了剪切通道平均磁通密度与励磁电流的关系；设计与制作了磁流变脂检测装置，并利用磁流变脂检测装置完成了某典型磁流变脂检测，使磁流变脂的剪切率达到2000s^-1、磁通密度超过0．6T，测试结果与其它检测装置检测结果能较好吻合。

摘要：采用电磁线圈及永磁体共同控制磁场,自主设计一种可反向消磁的磁流变脂(MRG)剪切试验装置。利用ANSYS Electronics软件对该试验装置磁场分布进行仿真分析,并制备不同羰基铁粉质量分数的MRG,采用振动台对反向消磁条件下MRG的动态剪切性能开展试验测试,分别研究励磁电流、激振幅值和激励频率对MRG动态性能的影响。结果表明:羰基铁粉质量分数对MRG的动态性能影响显著;MRG的剪切应力随励磁电流的增大先快速增大后趋于平缓,阻尼力则逐渐减小;MRG的耗能能力随位移幅值的增加而增强;随着加载频率的增大,其阻尼力略有增加。