[發明專利]高速流動情況下磁流變液流變特性測量裝置

無效

• 申請號: 200910027998.3
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN101551316A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 侯保林;談樂斌;曾軍令;路子陽
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01N11/04
• 分類號: G01N11/04;G01N11/06
• 代理公司: 南京理工大學專利中心
• 代理人: 唐代盛

技術領域

本發明屬于磁流變液的流變特性的測量技術，特別是一種高速流動情況下磁流變液流變特性測量裝置。?

背景技術

磁流變液是一種智能材料，磁流變液能夠在外加磁場作用下在毫秒量級的時間內迅速改變其粘度，并且這種變化是可逆的。利用磁流變液作為工作介質而研發的磁流變半主動可控阻尼裝置，由于阻尼力的實時可調節、響應時間短、工作溫度大、消耗的電能小等特點，在車輛減振、結構抗震、及機械制造等領域得到了越來越廣泛的應用。?

磁流變液的流變特性，包括粘度隨剪切率的變化關系、屈服應力與剪切率的關系、屈服應力與磁場強度的關系等，是磁流變液最基本也是最關鍵的特性。對磁流變液流變特性認識的準確性程度，極大地影響著磁流變阻尼裝置的正確設計和在工作過程中的精確控制的實現。?

存在多種測量低速流動情況下磁流變液流變特性的測量裝置，其中最基本的方法是在已有的用于普通流體流變特性測量的流變儀上進行改造和升級，或者利用普通流變儀的基本原理進行重新設計。?

專利“磁流變液流變特性的測試系統”(申請號01113648.0)描述了一種利用上、下兩等徑圓盤發生相對旋轉運動、通過測量扭矩來測量液流變液流變特性的測量裝置。?

專利“磁流變液流變特性測量系統”(申請號200510029654.8)以英國MALVERN公司生產的普通流體流變儀為基礎，提出了一種新的磁流變液流變特性測量裝置，但同樣利用旋轉運動來測量磁流變液的特性參數。?

美國專利“Electrorheological?and?magnetorheological?fluid?scanning?rheometer”(6564618)建議了一種類似于毛細管結構的磁流變液粘度和屈服應力的測量裝置(流變儀)，在毛細管外施加磁場，通過測量液柱高度并利用磁流變液的粘塑性模型來計算磁流變液的流變特性。這種測量方法獲得的磁流變液流速極底、剪切率非常小。?

這些存在的裝置和方法不能解決高速流動情況下磁流變液流變特性的測量問題，例如在無勵磁情況下最大剪切率可達到10⁵s^-1以上量級左右水平的場合。?

近年來，磁流變技術在強沖擊環境下的運用也使研究者產生了濃厚的興趣，例如將磁流變裝置用于車輛撞擊安全防護系統，以減小車輛撞擊時的受力，降低車輛的撞擊損傷；磁流變阻尼器還可以用于飛行器的起落裝置，以降低飛行器著陸時的沖擊載荷和振動水平；在火炮武器后坐過程控制中的應用，以減小作用在武器炮架上的力。這些磁流變技術的應用場合，都是在強沖擊情況下進行的，磁流變液發生了非常高速的流動。理解磁流變液在高速流動和高剪切率情況下的流變特性，對于將磁流變技術擴展到強沖擊領域具有重要的理論和實際意義。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種使磁流變液發生高速流動的裝置，用于測量磁流變液在高速流動和高剪切率情況下的流變特性。?

實現本發明目的的技術解決方案為：一種高速流動情況下磁流變液流變特性測量裝置，由油缸、平行板流口裝置、支架、勵磁裝置和回收油桶組成，所述的平行板流口裝置插入在油缸底部的溝槽內，兩者共同被支架所固定，勵磁裝置放置在支架的下支板上用于產生比較均勻的磁場，并使磁場穿透平行板流槽，回收油桶放在平行板流槽的下面，用于回收從平行板流槽流出的磁流變液；平行板流口裝置由后板、前板經螺栓固定而成，并在后板上開設矩形平行板流槽，兩塊板固定后，再加工出一圓形沉孔，油缸的出油套插入該沉孔，避免磁流變的溢出。?

本發明與現有技術相比，其顯著優點：(1)利用文氏管的工作原理，讓磁流變液從一個粗油缸內流入一個窄縫型平行板流口，可實現磁流變液的超高速流動，例如達到50m/s左右；實現磁流變液的超高剪切率，例如達到105s-1以上量級。(2)利用流體的直線流動(平行板流口)進行測量，可以用于研究磁流變液在超高速流動情況下的流變特性。(3)結構簡單，容易實施。?

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。?

附圖說明

圖1是本發明高速流動情況下磁流變液流變特性測量裝置結構示意圖。?

圖2是本發明油缸與平行板流口裝置結構示意圖。?

圖3是本發明平行板流口裝置結構示意圖。?

圖4是本發明平行板流口的形成結構示意圖。?

圖5是本發明油缸剖視圖結構示意圖。?

圖6是本發明支架結構示意圖。?

圖7是本發明高速流動情況下磁流變液流變特性測量裝置的剖視圖。?