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。     

电流变液体挤压流的研究

从理论上分析了挤压流动形式,得出在电压一定的条件下,随着挤压过程的进行,流动区域间隙的改变,使得电场强度产生变化,从而使电流变液体的动态屈服应力、表观粘度和平均法向应力得到大大增强.其中动态屈服应力与其间隙的α次方成反比,表观粘度与其间隙的平方成反比;平均法向应力与其间隙的5次方成反比.使电流变液获得比库埃特(Couette)流和泊肃叶(Poiseuille)流更高的电致屈服应力和平均法向应力(承压力)以满足工程实际需要.     

压缩速度对电流变液抗压强度影响的实验研究

在挤压型电流变器件应用中,压缩速度是一个重要设计参数。如果不清楚压缩速度对抗压强度的影响,会造成应用中设计和控制的失准。该文实验表明,在相同外加电压下,随压缩速度升高,电流变液的压缩强度有较大降低,与剪切速率对电流变液的剪切强度的影响类似。在压缩过程中同步测试得到的电流密度曲线与压缩应力曲线的变化趋势基本一致。电流密度的测试结果表明随压缩速度的增加,链结构被压溃更严重,同时由于电场力与粘性力的比值降低,不利于被破坏的链结构的恢复,颗粒间局部平均电场强度降低,从而导致抗压强度降低。     

电流变流体的本构模型

电流变流体是由一种基液，加入非导电介质微粒和高分子表面活性剂混合而成的液体，因其独特的电流效应成为材料科学领域的研究热点。在外加电场作用下，电流变流体的力学性质可迅速发生变化甚至相变固化，流体的力学性能依赖于外加电场的强度、介质微粒的体积百分比浓度以及介质微粒的大小。文章基于一个类似Maxwell模型的简单机械系统，采用非连续介质力学的内蕴时本构理论，在仅考虑电场强度对电流变流体力学性能的影响下，发展了一种描述电流变流体的本构模型，预言了电流变流体的力学行为随电场强度的变化，描述了材料在不同电场强度下应力随应变的变化规律。     

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。     

电流变液的流变性试验和建模

利用旋转粘度计装置,研究电流变液的流变特性.通过试验,分析电场强度、剪切速率和分散相粒子的百分比等对电流变液剪切应力的影响.利用实验数据,建立描述电流变液流变特性的Bingham模型、广义Bingham和非线性模型,并讨论它们的误差.     

电流变体单链的力学性质

研究了由微小潮湿玻璃球在硅油中加直流电场后形成的电为体单“链”的力学性质,发现受剪单链的剪切屈服应力与外加电场强度的１．４次幂成正比,剪切屈服应力与组成链的玻璃球的数量（３￣５个）无关。在较小的剪应变下,剪就力随剪应变的增加而增加;剪应力达到最大值（屈服点）以后又开始随剪应变的增大而减小。实测单链的剪切屈服应力及剪切模量随电场强度的变化与理论预报吻合良好。     

甲壳胺与蓖麻油组成的悬浮体系的电流变性能研究

制备了甲壳胺～蓖麻油电流变（ＥＲ）悬浮液,研究了外加电场强度（Ｅ）、剪切速率（γ）大小及体颗粒浓度（Ｃ）对甲壳胺～蓖麻油电流变液性能的影响。结果表明,随外加电场强度的增加,ＥＲ液的表观剪切应力增大;随剪切速率的提高,ＥＲ液的表现剪切应力反而减小,ＥＲ液中存在生产ＥＲ效应的临界颗粒浓度,只有当固体颗粒浓度高于临界值时,ＥＲ液的表观剪应力才有明显增大。     

BaTiO3电流变液微波衰减可调控特征

分别考虑微波传播方向与电流变液颗粒链方向相垂直与平行的情况,对BaTiO 3电流变液的微波衰减行为进行了研究.实验发现在垂直的情形,当流体浓度较低时,微波衰减随电场强度增加而加大,并且随浓度增加电场调节微波衰减的幅度增加.超过一定浓度后,衰减由增加改变为减小,同时衰减的电场调节幅度较大.存在一个饱和电场强度,低于此值时,衰减变化显著;超过此值后,衰减变化趋于平稳.在平行的情形,发现衰减随电场强度单调增加.另外,微波衰减随电场强度的变化具有弛豫效应.初步认为微波衰减调控特征与外电场作用下电流变液结构转变和BaTiO 3 自身极化状态改变有关.     

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.