磁流变弹性体扭转吸振器设计与动力学仿真

研制了一种以磁流变弹性体为核心智能控制元件的半主动扭转动力吸振器,基于扭转方向上的动力吸振器消振原理,设计了扭转动力吸振器的基本结构.对吸振器进行磁路仿真分析,保证强闭合磁场能够有效控制磁流变弹性体刚度;利用有限元软件进行吸振器动力学仿真,保证了吸振器固有频率对外界激励频率的有效跟随,以实现吸振效果.将吸振器安装在传动系统对应位置,进行传动系统振动响应仿真分析,结果表明动力吸振器能够有效削减传动系统的瞬态波动转矩.提出的磁流变弹性体半主动扭转动力吸振器为旋转机械系统减振应用提供了一种新的思路.     

反共振理论在动力吸振器设计中的应用

讨论了反共振理论在动力吸振器设计中的应用,特别是应用动力吸振器族控制或消除复杂结构、机械系统中某些子结构稳态响应或系统共振的方法。最后给出了反共振动力吸振器族在某大型机械设备振动控制中的应用实例。     

磁力轴承的发展及应用

综述磁力轴承的基本原理、优越性、分类、发展历史以及国内外应用研究现状,特别是磁力轴承在转子振动主动控制中的应用—电磁动力吸振器;提出电磁动力吸振器固有频率控制的新方法—间隙控制法,即保持电磁铁线圈电流不变,只通过调整电磁动力吸振器与转子之间的间隙来改变动力吸振器的固有频率;详细论述了采用间隙控制法的间隙控制型电磁动力吸振器的结构和原理。通过分析刚度计算公式,表明采用间隙控制法的电磁动力吸振器,固有频率调节范围宽,系统功耗小,响应速度快。     

张力弦-永磁动力吸振器理论及试验研究

为了实现转子系统振动抑制,设计了一种适用于旋转机械的张力弦-永磁刚度动力吸振器.利用张力弦结构的拉力-刚度可调特性,实现吸振器的频率可调;又引入永久磁铁构成的刚度机构,使得吸振器整体结构与转子系统相互分离.对转子-动力吸振器系统进行动力学建模和仿真分析,研究了吸振器的工作特性,又进行试验研究证明理论研究的正确性.研究结果表明,该吸振器可以达到转子系统振动抑制的效果,在永磁刚度机构磁铁间距小时吸振器效果好且更加稳定.     

变截面粘弹性波导吸振器阻尼耗能机理的研究

以粘弹性材料的分型本构关系为基础,建立了一种截面呈指数规律变化的梁类粘弹性波导吸振器动力学模型,通过对其进行力学分析,导出了粘弹性波导吸振器能量耗散量与波的频率,材料参数,结构参数等之间的关系方程,仿真结果表明,粘弹性波导吸振器有良好的减振效果,特别是对于中频和高频,效果非常理想,而且对波导吸振器的长度要求很低。     

变截面粘弹性波导吸振器阻尼耗能机理的研究

以粘弹性材料的分型本构关系为基础,建立了一种截面呈指数规律变化的梁类粘弹性波导吸振器动力学模型．通过对其进行力学分析,导出了粘弹性波导吸振器能量耗散量与波的频率、材料参数、结构参数等之间的关系方程．仿真结果表明,粘弹性波导吸振器有良好的减振效果,特别是对于中频和高频,效果非常理想,而且对波导吸振器的长度要求很低．     

硅橡胶基磁流变弹性体的制备及其力学性能测试

采用硅橡胶和羰基铁粉制备了有场和无场作用下的磁流变弹性体材料,并对其微观组织和力学性能进行了研究.结果表明,无论是有场制备还是无场制备的磁流变弹性体,在施加外磁场后,其承载能力和刚度都有所提高,但有场制备弹性体的可调范围要大于无场制备的弹性体,其综合性能要优于无场制备的弹性体.     

可控环形动力吸振器抑制管道强迫振动的研究

针对压缩机等旋转机械连接的管道系统的强迫振动,在动力吸振器减振原理的基础上,提出采用可控环形动力吸振器进行振动控制。针对某管系设计了具有相同自振频率的多个离散分布式环形动力吸振器,并建立动力吸振器-管道有限元模型进行模拟仿真同时搭建相应实验台进行验证。为了克服加动力吸振器调谐后引起的两个共振峰,设计了可控型环形动力吸振器控制管道强迫振动。模拟仿真与实验的结果表明,通过这种具有相同自振频率的多个离散分布式可控环形动力吸振器不仅能更好地适应大型管道中出现多处大振幅振动的空间条件,而且具有更稳定的吸振效果和更宽的吸振频带;高达20 Hz的带宽可有效抑制管道强迫振动,解决了单个和多重动力吸振器的失谐问题。     

舰船的艉部振动与动力吸振器减振

概述了舰船艉部振动的特点与动力吸振器的应用；讨论了经典动力吸振器和非线性动力吸振器的理论，并将其扩展到弹性系统和多频、多模态动力吸振的可能性。应用实例表明其在舰船尾部振动减振应用方面的前景。     

挤压式磁流变弹性体阻尼器力学性能测试与分析

磁流变弹性体是一种由铁磁颗粒和凝胶混合而成的可控智能材料。这种弹性材料的最大的优点是颗粒不会随时间而沉降,也不需要密封装置。研制了几种还原铁粉制备的磁流变弹性体,并设计了一种挤压式磁流变弹性体阻尼器,测试在外加磁场条件下弹性体的弹性模量;由弹性模量与磁场强度的关系来分析磁流变弹性体的力学性能随磁场变换的规律,并结合磁流变弹性体阻尼器在转子振动控制上的应用来说明弹性模量的变化对临界转速的影响。     

磁流变液在工程车辆气液弹簧悬架系统减振中的应用

针对传统的工程车辆被动悬架系统无法自适应环境变化的弱点,对改进后的气液弹簧悬架系统进行了分析,分析结果表明这种改进的悬架系统虽具有变刚度的特点,但阻尼仍不可调．根据新型智能材料——磁流变液所表现出的粘度随磁场变化的特性,提出并论证运用这种材料来改进气液弹簧悬架系统,能够实现对工程车辆振动的半主动、实时控制,最终达到改善工程车辆的行驶平顺性．     

新型永磁材料的研究

本文综述了我们对强各向异性永磁材料的研究结果．通过对各向异性稀土．铁氮永磁材料的结构和磁性的关系研究,利用速凝等技术实现对反磁化形核场的控制,获得了单晶颗粒型稀土铁氮化物,进而实现了高矫顽力和高磁能积．开发的稀土铁氮磁粉最大磁能积达到40MGOe以上．发现了HDDRNd2Fel4B各向异性形成的关键机制在于歧化阶段形成的具有“耗散结构特征”的柱状歧化微结构,据此提出了可以稳定生产高性能各向异性Nd—Fe．B的HDDR工艺,成功制备了磁能积为27MGOe的三元Nd—Fe—B磁粉和41MGOe多元Nd—Fe．B磁粉．同时还发现可以通过调控其微观结构来实现提高HDDR磁粉的矫顽力．另外利用铁磁Mn基材料强磁各向异性的特点,在无稀土永磁材料方面开发了纳米结构且具有反常矫顽力温度系数的MnBi磁体．上述成果的取得为高性能各向异性稀土粘结磁体的产业化提供了可能．     

Effects of the grain size distribution on magnetic properties of magnetite: constraints from micromagnetic modeling

Magnetite is the most important magnetic mineral in paleomagnetism. Its magnetic properties are controlled by many factors, such as grain size distribution, shape and interactions. Traditional rock magnetic experiments, however, have great difficulty in decoupling the effects of these parameters. In this study, we attempted to investigate the effects of grain size distribution on magnetic properties of magnetite powders by using a micromagnetic method. The particle geometries used in the micromagnetic model were based on the grain size distribution observed in a synthetic magnetite powder. The simulated hysteresis parameters agree well with the experimental measurements and provide clear microstructures of the magnetic remanence. Our results show that grain size plays a more important role in affecting hysteresis parameters of magnetite assemblages than shape under effects of interactions. Uniform or vortex superstates formed by two or more particles are found and display different stabilities of magnetic recording in assemblages. Some domain structures of single-domain （SD） particles are reversed as the applied field decreases to zero. Small pseudo-single-domain particles behave as SD structures and may dominate the magnetic recordings. In all, micromagnetic modeling of grain size distributions provide a better understanding of magnetic assemblages consisting of nanoscale particles.     

Heating effect and biocompati bility of bacteri al magnetoso mes as potential materials used in magnetic fluid hyperthermia

Magnetic fluid hyperthermia (MFH) promises to be a viable alternative in the treatment of localized cancerous tumors.The treatment consists of introducing nanoparticles as energy absorbent agents in tu...     

高梯度磁分离的特征及应用

系统地研究了高梯度磁分离过程的分离特征。随着磁场强度的增大,磁分离效率提高;在相同的磁场强度下,磁性强样不同的粒子分离效率具有显著的差异,弱磁性的粒子要在很强的磁场下才能得到分离;对于同种特质,颗粒大的粒子比颗粒小的粒子更易分离,含有铁、铜等金属氧化物的废水可通过高梯度磁分离器直接过滤进行处理,而通过加入“磁性种子”进行强化,高梯度磁分离技术可以有效地处理有机工业废水。     

Magnetic phase control by an electric field

The quest for higher data density in information storage is motivating investigations into approaches for manipulating magnetization by means other than magnetic fields. This is evidenced by the recent boom in magnetoelectronics and 'spintronics', where phenomena such as carrier effects in magnetic semiconductors and high-correlation effects in colossal magnetoresistive compounds are studied for their device potential. The linear magnetoelectric effect-the induction of polarization by a magnetic field and of magnetization by an electric field-provides another route for linking magnetic and electric properties. It was recently discovered that composite materials and magnetic ferroelectrics exhibit magnetoelectric effects that exceed previously known effects by orders of magnitude, with the potential to trigger magnetic or electric phase transitions. Here we report a system whose magnetic phase can be controlled by an external electric field: ferromagnetic ordering in hexagonal HoMnO3 is reversibly switched on and off by the applied field via magnetoelectric interactions. We monitor this process using magneto-optical techniques and reveal its microscopic origin by neutron and X-ray diffraction. From our results, we identify basic requirements for other candidate materials to exhibit magnetoelectric phase control.     

Magnetic particles in the liver: a probe for intracellular movement

Previous studies have used magnetic particles to estimate the viscosity of cell cytoplasm in vitro 1-4. Here we describe how magnetic Fe2O3 particles can be used to estimate non-invasively the motion of organelles in hepatic macrophages in intact animals. We report that when these particles are injected intravenously (i.v.), most are phagocytosed by hepatic macrophages (Fig. 1)5. When an external magnetic field is applied to the rabbit, these particles become magnetized and aligned. After removal of the field, the particles collectively produce a remanent magnetic field which can be measured at the body surface. This field decreases with time due to particle rotation (relaxation) 6,7. As the particles are contained in phagosomes or secondary lysosomes, we conclude that motions of these organelles are responsible for the particle rotation and relaxation.     

反相微乳液合成亲水性聚合物纳米微球

利用反相微乳液一步法成功导合成磁性聚合物纳米微球,研究表明：Fe（Ⅱ）浓度对微乳液和胶乳的稳定有很大的影响,透射电镜（TEM）和动态光散射仪（DLS）结果说明微球粒径在100nm左右,均一性较好,SOT含量能控制微球粒径,振动探针式磁强仪（VSM）测定了不同比例的[Fe（Ⅱ）]/[Fe（Ⅲ）]所合成的聚合物微球的磁性,并发现温度对合成高磁饱和强度和超喘磁性起关键作用,合成的磁性聚合物微胶乳透明而且能稳定数个月。     

Co-Ti共掺杂M型六角钡铁氧体磁电耦合研究

磁电多铁性材料兼具电极化及磁性，可用于构建新型传感器和高密度存储器件．但对于单相多铁性材料，大多工作温度低且所需磁场强度较高，无法满足实用化需求．近来发现六角铁氧体可明显提高这两方面特性，但还需提高其工作温度及电阻率．我们采用Co-Ti元素对M-型钡六角铁氧体进行大剂量共掺杂，制备一系列的铁氧体陶瓷BaFe12-2xCoxTixO19 (x=0~4)．同时利用物理性能综合测试仪（PPMS）及其他检测仪器搭建了一套磁电测试系统，并结合LabVIEW软件进行编程，对样品的磁性、电性、磁介电和磁电耦合特性进行系统表征．结果表明，Co-Ti共掺杂可显著改变M型钡六角铁氧体的矫顽场及饱和磁化强度．同时，这种掺杂可使漏电流降低到3个量级（掺杂量x=2）．值得一提的是，我们在掺杂量为x=2的样品中观测到室温下的磁介电效应，同时在100K以下观测到明显的磁致铁电极化，且其电极化方向可以被磁场反转．该结果在探索新型多铁六角铁氧体及推进其应用化进程具有一定的意义．     

复相多铁材料中电场调控自旋的翻转

电场调控的自旋翻转因在低能耗高密度的新型存储器件中有巨大的应用潜力而受到人们的广泛关注.在复相多铁材料中,利用磁电耦合效应有可能实现电场调控自旋的翻转.我们在CoPt/PMN-PT异质结中,利用电场调控矫顽力的变化,实现了电场调控自旋的翻转.在铁磁形状记忆合金Mn-Ni-Sn与0.7Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3组成的复合材料中,通过电场调控交换偏置场的变化,无需偏置磁场就可以实现电场调控自旋的翻转.