磁流变液剪切特性的分子动力学模拟

简介

磁流变液是一种高效可控的新型材料,研究其磁流变机理有着广阔的应用前景.目前学者对磁流变剪切特性的多因素分析研究较少.采用LAMMPS分子动力学的方法建立了磁流变液微观模型,分析了磁性颗粒间的相互作用,对磁流变液的剪切过程进行了二维状态下的微观数值模拟,并综合分析了影响剪切屈服应力的主要因素.模拟结果表明,磁性颗粒会沿着磁场方向形成若干条长链状结构,颗粒链受到剪切作用发生变形、倾斜甚至断裂;剪切速率较低时,剪切屈服应力保持稳定;随着颗粒体积百分率的增加,剪切屈服应力呈线性增加的趋势;低磁场强度时,剪切屈服应力随磁场强度增加而增长较快,较高磁场强度时,剪切屈服应力随磁场强度增加的增速放缓;在一定范围内颗粒半径越大,粒径分布越集中,剪切屈服应力越大;随着模拟温度的增加,剪切屈服强度先保持稳定,后下降逐渐明显.