为了研究外加磁场对磁流变液阻抗的影响规律,以场致偶极矩理论、压阻模型、隧道电流理论和磁流变液的微观力平衡方程4个方面的理论为基础,构建了磁流变液磁控阻抗理论模型,并采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的方法,研究了外加磁场强度与磁流变液阻抗之间的关系,结合实验和考虑电容电感效应对理论模型进行了修正.实验结果表明:随着外加磁场强度的增加,磁流变液的阻抗值逐渐减小.分析认为,外加磁场强度的变化可以影响磁流变液的成链方式,进而影响单条链上羰基铁粉颗粒之间的最小间距,最终影响磁流变液的阻抗变化.

为了研究磁流变液的温度变化对剪切应力的影响规律,以Bingham模型为基础,引入居里定理,对磁流变液的黏温特性和磁致流变特性开展了研究。采用理论推导、数值仿真、实验验证的方法,分析了温度变化与磁流变液剪切应力输出之间的关系。研究结果表明,随着温度的升高,磁流变液的剪切应力输出逐渐下降,其降低速率随着磁场强度的增加而增加。进一步分析可得,随着温度升高,磁流变液软磁性颗粒的磁导率和载液的黏度降低,引起磁流变液的剪切应力输出降低。

为了探究磁流变液的失效诊断依据,需进一步深入研究磁流变液的剪切应力特性。因此,设计搭建了磁流变液剪切应力测试平台,配置了多组体积分数的磁流变液并进行剪切应力测试。实验结果表明:剪切应力的大小与磁流变液磁性颗粒初始体积分数相关;体积分数越大的磁流变液,其剪切应力越大,并可通过测试剪切应力的值判断磁流变液是否失效。

针对磁流变液沉降现象及抛光过程中由于沉降导致的剪切应力不均匀、抛光压力不足的问题,采用参数辨识法和等效替代法研究沉降区域中可变浓度区的磁流变液剪切应力特性,通过实验方法获得了磁场强度、剪切速率、磁性颗粒种类对可变浓度区磁流变液剪切应力的影响规律.结果表明:在沉降区域中可变浓度区内,磁流变液的剪切应力随磁感应强度和剪切速率呈正相关变化,并最终达到稳定阈值;在体积分数为5%~30%时,磁流变液的沉降速率随体积分数的增大而减小,且体积分数越大,沉降稳定性越好;当剪切速率为100 s-1、磁感应强度为600 mT时,羰基铁粉颗粒的磁流变液的剪切应力比同体积分数的Fe3O4颗粒的磁流变液要提高783.74%.