电场下电流变液静态以及流动和剪切状态的结构

为深入了解电流变液的粘度和剪切屈服应力等宏观力学性能与其微观结构的关系,对不同高压电场作用下电流变液的成链过程,成链后的流动、屈服状态以及受剪切时链结构的变化进行了微观结构观测。结果表明:改变电场和运动状态等外部条件,电流变液的微观链结构会发生相应变化,从而影响其力学性能;电流变液的链结构主要在极板附近发生屈服和滑移;单链在剪切作用下会形成带状离散结构。     

电流变减振器研究

探讨了电流变技术在汽车减振器上的应用.利用电流变流体的流变性能受电场影响的现象,研制开发了一种新型结构的减振器及其控制系统.试验结果表明:通过改变电流变流体的电场强度,从而改变其流动阻力,可以实现电流变减振器最佳阻尼力的控制以满足车辆安全性和舒适性的要求.     

电流变液抗压效应的实验研究

为研究电流变液在准静态下的挤压力学性能,建立了用于测试电流变液在平行平板电极间经受沿电场方向挤压时所产生抗力的实验装置。利用此装置对自制的基于沸石和硅油的电流变液在不同外加电场强度下的抗压强度进行了研究,并与圆盘剪切条件下该电流变液的动态剪切屈服应力进行了比较。结果表明:在外加电场作用下电流变液的抗压强度远大于相同电场强度条件下的剪切屈服应力,可以利用电流变液的抗压效应设计新型的电流变器件。     

圆盘间的电流变液挤压流

广义的Ｂｉｎｇｈａｍ模型通常用来描述电流变液的本构特性,但在挤压流中会导致屈服面佯谬的产生,从而得到非物理的结果。为解决这一问题,本文基于广义的双粘度模型建立了电场强度对圆盘间挤压流影响的理论分析方法。研究结果表明：由于电流变液的屈服应力随外加电场而变化,圆盘间挤压流中屈服面的位置会随着电场强度的增加而向盘面靠近,屈服区变小,电流变液对圆盘的作用力增大。     

电流变阻尼器用于抑制系统的振动

电流变液是一种极有发展前景的新频材料,对于外加电场的变化,它可以迅速作出响应,在工业上极具应用前景。简要介绍了电流变液及其力学特性,并利用一种简单的阻尼模型,对具有电流变阻尼器的振动地响应分析,给出了数值算例,结果表明,电流变阻尼器可以明显地降低系统的振幅。     

盘式磁流变液阻尼器的简化逆动态模型

针对磁流变液阻尼器高度非线性特性导致的控制难问题,提出一种简化的逆动态模型.该模型可由速度反馈算法或力反馈算法实现,可以用来计算磁流变液的屈服应力或输入电流,使磁流变液阻尼器实时地产生一个阻尼力,并确保该阻尼力达到从各种优化算法中获得的目标控制力.在此基础上将盘式磁流变液阻尼器应用于力反馈系统中,并将简化逆动态模型用于...     

电控可调谐双波段超材料吸波体分析

为实现超材料吸波体吸收频率的智能调控,采用理论分析与模拟仿真相结合的方法,首先设计了一种双波段超材料吸波体,然后在双波段超材料吸波体中加入电流变液,通过改变电流变液外加电场的强度实现了双波段超材料吸波体吸收频率的智能调控。结果表明：双波段超材料吸波体在7.403 GHz和17.511 GHz处出现了两个吸收峰,吸收率分别为99.8%和70%;随着电流变液外加电场强度的增加,吸波体的吸收频率逐渐往低频发生移动,吸收频率调节率高达55%,由此提出了一种智能调控的双波段超材料吸波体。     

一类新型智能材料——电流变流体

电流变流体是一种极有发展前任的新型智能材料,在外加电场作用,下其流变性质迅速改变,对电流变流体的组成、材料、流变性质,电流变效应的有关机理及应用前景作了阐述。     

磁流变液的流变性能分析

制备了以羰基铁粉为磁性颗粒的硅油基磁流变液,使用Anton Paar Physica MCR 301流变仪测试其流变性能,用Bingham模型对磁流变液的流变性能进行拟合计算。实验表明,Bingham模型可较好地描述磁流变液的流变行为。随着磁场的增大,磁流变液的剪切应力和粘度显著增大。磁场不变时,随着剪切速率增加,磁流变液剪切应力增加不明显,符合剪切稀化的Bingham模型。通过对数拟合的方法,得出磁流变液剪切应力和电流的关系,在电流较小时,剪切应力呈指数增长,指数值约为1.42,随着电流的增大,剪切应力达到稳定值。     

适用于力反馈数据手套的被动力觉驱动器

为了克服目前力反馈数据手套存在的安全性差、力再现范围小等不足,提出了一种磁流变液被动力觉驱动器实现方法.利用液体智能材料磁流变液在磁场作用下毫秒级时间内能连续、可逆地由牛顿流体状态转变为类似固体状态的特殊性能,设计了一种被动力觉驱动器;介绍了该驱动器的结构和实现原理,利用电磁场有限元分析方法分析了驱动器的电磁特性,在此基础上建立了驱动器的动力学模型,讨论了输出力的动态范围并进行初步实验验证.最后利用研制的驱动器原型构建了单手指力反馈数据手套并进行了初步实验.实验结果证明,基于磁流变液的被动力觉驱动器利用流体传递力,增加了输出力的稳定性,多旋转片结构使输出力增大2倍,并具有安全性好、力再现范围大等优点.     

直流电场中可控阻尼振动规律

基于电流变液的粘度随电场强度变化的原理，利用摄动方法，在直流电场中用电流变液实现可控阻尼振动并研究了其运动规律，得到了振动物理量与直流电场强度的关系.     

电流变液中可控阻尼振动研究

基于电流变液的粘度随电场强度变化的原理,利用摄动方法研究了在电流变液中可控阻尼振动的运动规律,导出了运动方程,得到了振动系统的频移和相移,系统振动的角频率随场强的增加而降低,且振动的振幅随电场强度的平方成指数减小,对同样大小的稳恒电场和交变电场,在交变电场中的振动衰减较快,当时间为１/Ｅ２ε时振动终止.     

新型电流变液体减振器数学模型研究

介绍了以电流变技术为基础的新型电流变流体减振器的工作原理,建立了它的数学模型,描述了新型电流变液体减振器阻尼与电场之间的关系,在理论上将压降分成流体粘性阻尼引起部分和控制电场引起部分,该模型为新型电流变流体减振器的力学分析与计算提供了理论基础。     

大阻尼力电流变阻尼器的结构设计及力学性能

根据电流变液的力学性能并结合原有的电流变阻尼器的特点，提出了一种可以大大提高其阻尼力的新型电流变阻尼器结构，并建立了力学模型，给出了其阻尼力和等效粘性阻尼系数，通过与原电流变阻尼器的阻尼力特性相比较，新型阻尼器在电场为0kV/mm、增益为2时，其粘性阻尼系数是原电流变阻尼器的4倍，表明新型结构的阻尼器设计在理论上是可行的。     

Electrorheological Effects at High Shear Rate

Introduction Winslow in his patent discovered the electro- rheological (ER) effect[1], which is characterized as the rapid, drastic, and reversible change in the rheological properties of a material upon the application of an ex- ternal electric field. Ma…     

Tunable left-handed metamaterial based on electrorheological fluids

A tunable left-handed metamaterial consisting of a periodic array of the left-handed dendritic structure units infiltrated with electrorheological fluids is demonstrated. Experimental results show that the passband can move from the original 8.50-10.60 GHz to 7.16- 8.39 GHz after electrorheological fluids are infused. When a dc （direct current） electric field of 666 V/mm is applied, the passband moves toward lower frequency of within 7.08-8.30 GHz. This method provides one convenient way to design adaptive metamaterials.     

可调滞回模型的电流变隔震装置理论分析

提出了可调滞回模型的电流变隔震装置的设计原理,并对其基本性能进行了研究.对单层电流变减振装置和可调滞回模型的电流变隔震装置进行了设计和性能分析,提出了装置阻尼力的4种滞回模型:拟摩擦型、限位Ⅰ型、限位Ⅱ型和拟黏滞型,并进行了滞回模型的参数分析.研究结果表明:通过调节外加电场强度与极板剪切变形之间的函数关系,可以容易地控制电流变隔震装置的力学性能,得到不同滞回性能的隔震装置.在其他参数保持不变的情况下,增加极板直径、参数A和系数a,减小极板间距都会改善装置的性能.     

七自由度冗余仿人臂的障碍实时回避

针对具有末端位姿约束的仿人臂,给出一种实现障碍回避的新方法。将障碍物和仿人臂假想为带电体,处在障碍物构成电场中的仿人臂将受到虚拟电场力的作用。用力学方法将该虚拟作用力分解到各关节,并以分解后虚拟力为指标实时地选择一冗余关节,对该关节构成力反馈,实现障碍的实时回避。该方法使障碍回避过程不再依赖于运动学优化,将冗余度机械臂转化为非冗余度机械臂,直接给出位置形式的逆解。     

电流变液的相变研究

本文分别运用热力学理论与统计物理方法研究了电流变液的相变问题。     

电导率对电流变液性质影响研究

运用偶极近分析颗粒和液体的经对电流变液性质的影响，研究金属颗粒－绝缘液体体系的电流变行为对外场频率的依赖关系，结果发现电流变体系在显示电流变效应的同时也显示复杂的电导效应，电流变液的电流变行为与其导是行为有一个关系。