改进型的磁流变液剪切屈服强度测试仪

根据两个相对运动的平行圆盘间的流体简单剪切流状态的原理,设计了一种改进型的旋转圆盘式磁流变液剪切屈服强度测试仪。测试仪采用可细分式步进电机驱动测试圆盘,通过扭矩传感器测量上下圆盘间的磁流变液发生流变后所产生的扭矩,从而计算出磁流变液的剪切屈服强度。对剪切圆盘机构和磁路进行了优化设计分析,将剪切圆盘置于电磁线圈内部的中间位置,将测试圆盘所在区域的磁场强度不均匀性降至1%,从而可大大降低测量误差。

母液分子对剪切屈服强度的影响

对磁流变液中母液分子在磁场作用下磁矩的变化以及由此引起的剪切屈服强度的变化进行了研究.结果表明:当磁感应强度较小时,忽略母液分子引起的剪切屈服强度的相对误差随磁感应强度的增加而线性增加,也随母液分子内电子数的增加而快速增加;当磁感应强度增加到一定值时,其误差几乎不变.为减少误差,应选用电子数较少的分子材料作母液.

改进型的磁流变液剪切应力测试仪

针对圆盘缝隙磁场分布不均匀、磁场强度低和注液不方便等问题,对自行研制的旋转圆盘式磁流变液剪切屈服强度测试仪进行了改进.运用ANSYS磁路仿真软件对剪切圆盘机构的磁路进行了优化设计分析,对产生漏磁的部件和结构进行了改进,使测试圆盘所在区域的磁场强度的均匀性得到了加强;当电流为1.6 A时,圆盘间隙处的平均磁感应强度可达0.9 T;同时该测试仪的测试结果表明,Herschel-Bulkley模型可以较好地拟合MRF屈服后区的非线性特性.

羰基铁粉的铁含量和粒径对磁流变液剪切屈服强度的影响

研究了羰基铁粉中Fe含量和颗粒粒径对磁流变液的剪切屈服强度影响。结果表明,不同载液磁流变液的最大剪切屈服强度随着Fe含量的增大和软磁性颗粒粒径的增大而提高。推导了铁含量和粒径两个影响因素的比例关系,得到了颗粒粒径和Fe含量相互的权重关系,并进行了验证,发现Fe含量对磁流变液的剪切屈服强度的影响比颗粒粒径的影响更大。最后,分析了实验误差,证明实验结论是有效的。

预制构件用C100高强混凝土配合比研究

采用砂浆稠度仪对低水胶比(水胶比0.16)水泥净浆的屈服剪切强度和塑性黏度进行定性表征,分析了矿物掺合料对低水胶比高强混凝土在流变学方面的意义。开展了常规原材料及工艺条件下C100高强混凝土的配比研究,分析了每m^3胶凝材料用量、水胶比、砂率等因素对高强混凝土强度影响,基于浆骨比设计理论对混凝土配合比设计方法进行优化,提高混凝土的工作性能。对优选配比的C100高强混凝土综合性能测试结果表明,混凝土具有较好的工作性能、力学性能和耐久性能,具有早期抗裂性能好、干燥收缩小、徐变系数低的特点,在混凝土预制构件中具有较好的应用前景。

用均匀设计法制备性能优良的磁流变液

对磁流变液组成材料的选取及相互间的配比关系进行了研究.利用均匀设计配方设计来制备磁流变液,从而通过较少的试验获得了高屈服强度、低沉降性能的优良磁流变液,并分析了不同组分对磁流变液各方面性能的影响.

旋转式磁流变测试仪的设计与研究

由于磁流变液的应用前景广阔,而市场上磁流变液性能测试系统相对短缺,为了更好地促进磁流变液的工程应用,有必要研究磁流变液的性能测试仪。通过理论计算和实验验证的方法,设计了一种磁流变旋转式测试仪,用实测的办法验证了磁场理论计算的正确性。测试表明,当电流为1.6A时磁场达到0.5582T,MRF4的剪切应力达到70.12KPa,当电流为1.4A,磁场为0.5483T,剪切屈服强度51.6KPa。

MR-J型磁流变阻尼器性能测试与阻尼力预估模型

磁流变阻尼器阻尼力预估模型易受磁流变液磁感应强度-剪切屈服强度(B-τ)曲线精度及磁芯饱和效应的影响,导致阻尼器的预估阻尼力与实际阻尼力有较大偏差.针对上述问题,设计并制作了2个磁芯可更换的MR-J型磁流变阻尼器,通过对阻尼器的磁场分布和动力性能的测试,研究了磁芯面积、活塞节段数及磁场分布对阻尼器力学性能的影响;结合实测结果与有限元分析结果,提出了B-τ曲线的实用识别方法,建立了考虑磁芯饱和效应的阻尼力预估模型.研究表明:磁流变阻尼器的磁场分布和阻尼力随磁动势上升存在明显的磁芯饱和效应,且阻尼器的饱和磁动势随磁芯面积增大而增大;所提出的磁流变液B-τ曲线实用识别方法能正确描述阻尼器实际工作状态下磁流变液的性能参数;所提出的阻尼力预估模型能较为精确地预估磁流变阻尼器的实际阻尼力.

母液对磁流变液力学性质的影响

研究了磁流变液中母液分子在磁场作用下磁矩的变化以及由此引起的剪切屈服强度的变化,探讨了磁流变的微观机理。研究表明,由分子磁矩引起的剪切屈服强度与磁流变液总屈服强度的比随母液分子内电子数的增加而增加,一般情况下,单位体积内的平均分子磁矩占总磁矩的2·53%,由此引起的剪切屈服强度的减少占总剪切屈服强度的5·15%。为减少误差,可尽量选用电子数较少的分子材料作母液。

一种改进型的磁流变液制备工艺研究

分别以传统的磁流变液制备工艺和改进的磁流变液制备工艺,以羰基铁粉为软磁性颗粒,以专用减振液为母液,制备了2种磁流变液,并对其零场粘度、悬浮稳定性和剪切屈服强度进行了测试和分析。试验结果表明,改进型工艺制备的磁流变液零场粘度比传统工艺制备的磁流变液稍高,但其沉降稳定性和剪切屈服强度均优于以传统工艺制备的磁流变液。

拉伸预应变对35CrMo钢扭转力学性能的影响

设计了拉伸和扭转两用的试样,通过预拉伸不同的应变系统,研究35CrMo钢在拉伸预应变下的扭转力学性能,分析拉伸预应变对35CrMo钢剪切屈服强度和抗扭强度的影响。结果表明:试件经预拉伸后,其能够承受的最大扭矩即承载能力有所下降,且随着预拉伸应变的增大而逐渐下降,而扭转角变化不大;预拉伸强化可以提高试件扭转时的剪切屈服强度,且随着预拉伸应变的增大而逐渐增大,但对试件抗扭强度的影响很小;可通过试件的静载拉伸屈服强度和Mises屈服条件来近似地计算其扭转剪切屈服强度。

螺旋弹簧快速疲劳试验加载优化方法

新设计以及投产加工制造的高应力圆柱螺旋弹簧都需进行快速疲劳试验,试验时间短。要求圆柱螺旋弹簧加载频率高,使用寿命长,实际疲劳断裂主要为正断型疲劳断裂模式。金属材料扭转疲劳断裂机制图诠释了材料的疲劳断裂寿命、屈服强度、外施交变切应力振幅和疲劳断裂模式之间的关系。利用原理图表述不同试验条件下引发疲劳断裂模式发生的替代变化。缩短快速试验时间的主要方法:提高加载应力水平;最大正应力不变条件下,降低应力比值;对圆柱螺旋弹簧进行优化的二次喷丸处理等。给出快速疲劳试验的一般试验程序。

离散元法模拟砂浆流变性研究

运用PFC3D软件建立了砂浆离散模型,通过控制变量法分析了模型接触参数对砂浆宏观流变参数(剪切屈服值)的影响,建立了两者之间的定量关系,同时对新拌砂浆进行了流动度试验,通过分析试验与数值模拟结果,验证了离散模型及模型接触参数与剪切屈服值定量关系的正确性。

丙三醇改性对电流变液性能的影响

以丙三醇和钛酸四丁酯为原料,采用沉淀法制备丙三醇改性氧钛系(gly-O-Ti)电流变液颗粒,通过实验研究丙三醇加入量对颗粒形态及电流变性能的影响。颗粒结构及形态测试结果表明,gly-O-Ti颗粒呈无定形态,其粒径随丙三醇量增加而增大。电流变性能采用MCR301旋转流变仪测得,结果表明,当丙三醇与钛酸四丁酯摩尔比为2.5时,所制备的gly-O-Ti颗粒具有最佳的电流变效应;以此颗粒为分散相制备颗粒质量浓度为70%的电流变液,其在2.5kV/mm的电场强度下,剪切屈服强度达150kPa,呈低场高强特性。

钛酸酯偶联剂含量对磁流变液性能的影响

分别以不同含量的钛酸酯偶联剂为稳定剂,以羰基铁粉为磁性颗粒制备了硅油基磁流变液,比较了不同体积分数钛酸酯偶联剂对磁流变液沉降稳定性和剪切性能的影响。结果表明:磁流变液的沉降稳定性随钛酸酯偶联剂含量增多而下降,添加2%时具有最好的沉降稳定性;添加4%钛酸酯偶联剂时,在400 mT磁场下剪切屈服强度可达20 kPa;并得到了羰基铁粉体积分数为35%时磁流变液的剪切屈服强度、磁场强度及钛酸酯含量的定量关系式。

纳米铁颗粒磁流变液的制备及性能

以直流电弧等离子体法制备的纳米铁颗粒为分散相制备磁流变液。实验表明所制备的颗粒为尺寸分布较为均一的球状颗粒,直径为30nm～50nm,且具有较高的饱和磁化强度。分别以纳米铁颗粒和羰基铁粉为分散相,二甲基硅油为基液制备颗粒含量相同的磁流变液。磁流变性能及沉降稳定性实验结果表明,纳米铁颗粒磁流变液具有显著的磁流变效应,且沉降稳定性优于羰基铁粉磁流变液。

热处理钢轨的表面伤损分析与防治

根据对钢轨在直线及曲线上的受力分析,轮轨接触状态的分析和不同情况下轮轨应力分析,提出了现场防止热处理钢轨表面疲劳伤损的办法及思路。

基于数控技术的磁流变液性能测试系统

磁流变液是一种新型的智能材料，其流变性能在外部磁场的作用下可发生无级可逆的变化，利用磁流变液的这种性能设计、制造出的磁流变仪器及设备在减振、密封、柔性制造和超光滑表面加工等领域得到了广泛的应用。磁流变液的沆变性能对磁流变器件的功能起着决定性作用，所以准确测量磁流液流变特性的关键参数——剪切屈服强度和响应时间有十分重要的意义。