采用共溶胶-凝胶法对微米羰基铁粉进行了包覆和接枝的改性处理,以制备具有高稳定性的水基磁流变液,用于硅酸盐玻璃的磁流变抛光。对复合羰基铁粉的显微特征、磁性能、在水性体系中的抗氧化性能和水基磁流变液的零场粘度、磁致剪切强度等进行了分析和研究。结果表明,获得的复合羰基铁粉具有核-壳复合结构和亲水性表面基团,其磁性能与改性前相比无明显变化,但复合羰基铁粉在水性体系中的抗氧化性能显著提高;制得的水基磁流变液在无磁场作用时为具有触变性和剪切稀化特征的非牛顿型流体,其剪切稀化指数n=0.144,在剪切率为10s-1时零场粘度约为250mPa.s,其磁致剪切强度在磁感应强度为0.5T时可达到40kPa以上。

磁流变液稳定工作的温度范围为-50~150℃,磁流变器件在工作过程中会发热,特别是连续高冲击工作情况下会严重发热,从而超出磁流变液稳定工作温度范围,影响磁流变器件工作的可靠性。针对美国Load公司的MRF132磁流变液,研究了不同温度下剪切应力与表观粘度随剪切速率的变化,并利用Origin软件分别对不同温度下磁流变液剪切速率与剪切应力进行幂律模型曲线拟合和参数识别。研究表明,幂率模型能够较好地描述零磁场下磁流变液的力学特性,不同温度下对于所有的流动指数n都满足n<1,表明不同温度下磁流变液具有剪切稀化特性,此特性符合粘度特性曲线,该工作对磁流变液温度特性的深入研究提供理论依据。

为提高旋转式磁流变阻尼器输出扭矩密度,提出了一种具有更高精度的旋转式磁流变阻尼器设计方法.建立了螺旋流动磁流变阻尼器内部各通道的磁流变液准稳态流动微分方程,基于Herschel-Bulkley本构模型推导了磁流变液速度分布表达式,研究了螺旋流动阻尼器在高速工况下阻尼力矩和动态范围的计算方法.对阻尼器各通道的输出扭矩进行了数值仿真,结果表明,在高速工况下,随着电流增加,螺旋流动模式的扭矩增强效应呈现先上升再下降的趋势,并最终退化为纯剪切模式.设计加工了样机,并进行了低速和高速性能测试,实验结果显示,实验结果与理论计算吻合,零场高速工况下改进模型相较于传统模型平均误差减小129.4%,为设计高输出扭矩密度的旋转式磁流变阻尼器提供了理论基础.

磁性流体密封是磁性流体应用的一个重要方面.虽然磁性流体密封在静态密封方面取得了很大的进展但在动态密封尤其是动态密封液体方面的应用还处在研究阶段.要想在这方面取得突破必须深入了解动密封失效的机理.该文就是基于这个目的在结合前人的成果和自己的研究的基础上从几个方面进行了探讨以便更好的解决目前动态密封中存在的问题.

采用磁流变阻尼器（MRdamper）进行半主动控制分析时，建立较为精确的MRdamper力学计算模型是关键因素之一。目前常用的MRdamper力学计算模型有Bingham模型、Sig—moid模型、双Sigmoid模型与通用Sigmoid模型等，但这些力学计算模型均不能同时描述MRdamper的惯性效应、剪切稀化现象和蓄能器刚度影响等。基于此，提出了一个新的MRdamper力学计算模型——可调Sigmoid模型，并与现象模型试验结果进行对比研究。仿真计算结果表明：可调Sigmoid模型简单易理解，且能很好地描述MRdamper的惯性效应和剪切稀化现象，在描述低速区和高速区的非线性滞回特性时，所运用的物理概念更为清晰，具有很强的可调通用性。