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磁流變液的特性原理及運用設計

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磁流變液的特性原理及運用設計

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磁流變液的特性原理及運用設計

論 文 摘 要

磁流變液是一種具有發展前途和工程應用價值的新興材料(智能材料)。性能良好的磁流變液在磁場的作用下能產生明顯的磁流變效應,即在液態和固態之間進行快速的粘度保持連續,無極變化,整個轉化過程極快,且可控,能耗極小,可實現實時控制。它由懸浮于載體液中的大量可磁化微粒構成的一種懸浮液體。它的流變特性可隨外加磁場的變化而變化。在外加磁場的作用下,磁流變液能呈現出強烈的磁流變效應,其磁性顆粒在短短的瞬間(千分之一秒)可以由液態轉變為固體,其表現粘度陡然增大幾個數量級,從而失去流變性,表現出類似固體的性能,當撤除外加磁場后,該材料又能立即恢復液體狀。其流變性能、粘度特性可由外加磁場連續調控。該材料屬于一種新型的智能驅動材料,具有響應快,連續可調,低能耗等優良性能。
本文首先對磁流變液的材料及流變特性進行了詳細的分析說明,在磁流變液本構方程、鏈化傳力模型的基礎上,提出并建立了磁流變液的剪切傳動模型。此外,根據傳動模型,用軟件對結構參數進行了優化,完成了圓筒式磁流變離合器的設計,并對圓筒式磁流變離合器傳遞轉矩的各項參數進行了分析,結果證明,分析基本正確,設計過程基本正確。

目    錄
第一章 概述 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
§1.1  磁流變液研究概況 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
§1.2  磁流變液的應用前景 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2
第二章 磁流變液材料及特性 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••4
§2.1  磁流變液的材料組成 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••4
§2.2  磁流變液的性能 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
§2.3  磁流變液性能的影響因素 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
第三章 磁流變效應機理 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
§3.1  磁流變效應的特征 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
§3.2  磁流變液的磁疇理論 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
§3.3  磁流變液的鏈化模型 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
§3.4  磁流變液的本構模型 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20
§3.5  磁流變液的傳力模型 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••22
§3.6  影響磁流變液傳力的因素 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••23
第四章 磁流變離合器的分析 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••26
§4.1  離合器的功能 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••26
§4.2  磁流變液應用于離合器 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••26
§4.3  磁流變離合器的工作原理 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••27
§4.4  磁流變離合器的數學力學模型 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••28
§4.5  磁流變離合器的理論分析 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••29
§4.6  磁流變離合器的理論分析結果 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••32
第五章 磁流變離合器的設計 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••35
§5.1  磁流變離合器的設計理論 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••35
§5.2  磁流變離合器的設計計算 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••37
§5.3  磁流變離合器的設計 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••44
§5.4  磁回路的設計 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••52
參考文獻  •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••55
參 考 文 獻
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