为研究机制砂颗粒形状对砂浆流变性能的影响,使用数字图像处理技术(DIP)对砂颗粒形状进行了定量表征,设计试验测量了砂浆流变曲线并计算了砂浆屈服应力与表观黏度。结果表明,机制砂的长宽比(E)、宽高比(F)比天然河砂分别大14%、18%,说明机制砂棒状和片状程度高于天然河砂;砂浆流变曲线反映出砂颗粒形状不规则会导致砂浆流动阻力增大,在高体积分数下更为显著;根据Chateau模型拟合40%体积分数机制砂砂浆屈服应力是天然河砂的1.5倍;砂浆表观黏度分析发现,机制砂砂浆表观黏度大于天然河砂,在低剪切速率下尤其明显。

利用大型有限元软件ANSYS，对受单向拉伸的中心穿透裂纹板进行了三维弹塑性断裂计算和分析，分别得出屈服应力、切线模量、裂纹深度及板的厚度的不同引起J积分值的变化，为防断裂设计的选材和结构完整性评价分析提供了理论依据。

分析了平行圆盘式磁流变液屈服应力测试仪的工作原理,结合磁路欧姆定律和安培环路定理,对一种圆盘式磁流变液屈服应力测试装置的磁路进行计算,确定励磁线圈的相关参数。在此基础上,运用有限元软件Ansys中的磁场分析单元对磁路进行建模... 展开更多

磁性液体密封是磁性液体最成熟的应用。磁性液体密封的密封性能会随着静置时间的延长发生变化,尤其是启动扭矩随静置时间延长而增大的现象,可能会导致密封件启动困难甚至损坏。针对磁性液体密封启动扭矩发生改变的现象,实验研究启动扭矩与温度、静置时间、磁性液体注入量和磁性液体所受压力的关系,理论分析启动扭矩产生变化的原因。研究结果表明:密封装置所在环境温度降低、静置时间延长、磁性液体注入量增多、所受外界压力减小,都会造成磁性液体密封启动扭矩的增大;引起这种现象的本质是磁性液体中的磁性颗粒在磁场作用下成链,链断裂所需的屈服应力是引起磁性液体密封启动扭矩变化的原因。

通过分析磁流变液中固体颗粒的受力,利用分子动力学中的速度Verlet算法,对磁流变液链化过程和剪切过程进行了二维数值模拟,并对影响链化和剪切的主要因素进行了研究.研究结果表明：粒子的运动最终会在模拟区域内形成若干条几乎平行的链;颗粒链化时的变化过程先快后慢;整个链化过程所耗费的时间在2~3 ms之间;颗粒体积百分率越大,模拟时所成通链越多;磁流变液受到剪切荷载作用时,低剪切速率下,旧链的断裂和新链的生成基本上达到动态平衡的状态,高剪切速率下,粒子向剪切方向的倾斜程度变大,但是通链减少,新链的生成速度明显跟不上旧链的断裂速度;单链的剪切强度先增大后减小;磁流变液的剪切屈服应力随磁感应强度和颗粒体积百分率的增大而增大.

基于对磁流变液屈服应力的理论分析,本文分别介绍了国内外对磁流变液屈服应力测试的研究现状,阐述了常用的圆筒法、平行圆盘法、管流法和平板提拉法等测试方法,总结了各种方法的优缺点,展望了未来磁流变液屈服应力测试的发展方向,对磁流变液的理论和应用研究有着重要的现实意义。

分析了平行圆盘式磁流变液屈服应力测试仪的工作原理,结合磁路欧姆定律和安培环路定理,对一种圆盘式磁流变液屈服应力测试装置的磁路进行计算,确定励磁线圈的相关参数。在此基础上,运用有限元软件Ansys中的磁场分析单元对磁路进行建模和仿真。仿真结果表明,工作区间的磁场为匀强磁场,磁场强度随励磁电流的增大而增大。

考虑到环冷机普遍存在着严重漏风问题,依据磁流变液在外加磁场作用下能呈现出可调的流变特性和可控的屈服应力这一特性,将磁流变液密封技术应用于环冷机,以达到有效解决环冷机漏风的目的。将磁流变液看作Bingham流体,建立磁流变液磁场力和屈服应力数学函数表达式,通过有限元分析,研究非磁性密封槽内的磁流变液在外加磁场力作用下流变和屈服特性,仿真结果表明磁流变液在磁场中具有一定的耐压能力,可平衡环冷机内外压差,起到密封作用,并且非磁性隔板边界处磁流变液屈服应力随密封间隙的增大而减小,同时采用线性拟合方法得到了磁流变液屈服应力表达式以计算非磁性隔板移动所需拉力。在此基础上,通过实验验证了有限元仿真结果的正确性,即采用磁流变液密封的方法可有效地解决环冷机漏风问题。

杆形颗粒磁流变液是新近出现的新型磁流变液,它比传统磁流变液具有更好的性能。基于磁力学理论,通过分析磁化链中杆形颗粒的受力,包括磁力、压力、摩擦力及磁场对颗粒的力矩等,建立了磁流变液的剪切屈服应力模型,并和球形颗粒磁流变液加以对比,发现杆形颗粒磁流变液具有更高的屈服应力。计算结果和实验数据的比较表明,该模型能描述不同磁场强度下杆形颗粒磁流变液的屈服应力,并通过分析摩擦和颗粒尺寸的影响,发现增大颗粒摩擦系数和颗粒细长比能有效提高该磁流变材料的剪切屈服应力。

在外加磁场作用下,磁流变液因具有一定的黏性应力和可控的屈服应力,故能呈现出明显的耐压能力。即使发生瞬时过压,当压力回落时,磁流变液密封也可自动愈合,使得其在很多领域得到了广泛应用。介绍磁流变液的基本特征及其密封应用;对磁流变液密封结构设计相关事项进行了论述;针对如何提高磁流变液密封耐压压降方面,重点阐述影响其密封性能的主要因素;分别基于宾汉姆塑性模型、双黏度模型、赫谢尔-巴克利模型和具有屈服前黏度的赫谢尔-巴克利模型,着重探讨磁流变液屈服应力及其密封耐压压降数学模型的建模方法,并对磁流变液密封发展趋势提出预测,为开展密封技术及其他应用研究提供理论基础与技术支持。