[發(fā)明專利]磁流變液在超聲近場和無級可調磁場作用下圓環(huán)型剪切特性測試平臺

有效

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• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107144495B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設計）人: 陳超;王均山;強鷺升;王福飛
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

1.一種磁流變液在超聲近場和無級可調磁場作用下圓環(huán)型剪切特性測試平臺，其特征在于：它包括平臺驅動部件、平臺工作部件、力矩檢測裝置、轉速檢測裝置和磁場檢測裝置，平臺驅動部件利用電機為動力源，通過聯(lián)軸器帶動扭矩傳感器測試出電機輸出扭矩，再連接上連接軸穿過中空型光電編碼器測試出輸出轉速；平臺工作部件包括定子、轉子和磁場發(fā)生三個核心組件，壓電陶瓷貼于定子上表面，壓電陶瓷通電激勵定子的面外振動模態(tài)，從而使上導磁環(huán)下表面對轉子容腔中的磁流變液輻射超聲場，且通單相和兩相正交電壓能分別輻射駐波和行波型的超聲場；連接軸與轉子相連接驅動整個轉子組件在隔磁套中自由轉動，對磁流變液施加剪切；磁場發(fā)生組件裝配在隔磁套上，勵磁線圈產生的磁感線經過上導磁板、定轉子組件、磁流變液、下導磁板和導磁套形成回路，對磁流變液施加磁場；力矩檢測裝置、轉速檢測裝置和磁場檢測裝置分別用于檢測轉子圓筒的轉動力矩、轉速、磁場強度三個物理量，三路測試信號接入計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，得到的磁流變液剪切應力、剪切變率、磁場強度數(shù)據(jù)表征出磁流變液超聲場及磁場耦合作用下的磁流變液剪切的流變特性，據(jù)此能繪制出在不同超聲場和磁場強度下磁流變液剪切應力與剪切變率關系曲線。

2.根據(jù)權利要求1所述的測試平臺，其特征在于，定子轉軸根部位置鉆有結構孔，使得所需要的面外模態(tài)避免其他模態(tài)干擾，定子與止動軸連接，通過止動板和止動螺釘防止定子組件轉動。

3.根據(jù)權利要求1所述的測試平臺，其特征在于，在磁流變液容腔內側設計有磁流變液補給腔，用于存儲多余的磁流變液，置于內側可避免磁流變液因旋轉慣性導致分布不均；在磁流變液容腔外側設計有十字螺紋孔用于添加磁流變液，徑向螺紋孔可用于插入高斯計的探針，工作時則用螺釘膠接堵死，軸向螺紋孔在完成添加磁流變液后用螺釘擰緊；磁流變液容腔環(huán)槽與上導磁環(huán)以及上下導磁板的凸環(huán)在徑向上對齊，轉子由黃銅高磁阻材料制得以避免磁流變液容腔中磁場分布不均。

4.根據(jù)權利要求3所述的測試平臺，其特征在于，上導磁板上的螺紋孔與轉子上磁流變液添加螺紋孔對齊，方便磁流變液的添加，添加后用導磁螺釘擰上，避免干擾磁感線分布。

5.根據(jù)權利要求1所述的測試平臺，其特征在于，在磁場發(fā)生組件中，勵磁線圈和其尼龍骨架裝配在隔磁套外圓上，而隔磁套和下導磁板通過螺釘緊固；隔磁套由低磁導率的黃銅制得，這使勵磁線圈產生的磁感線依次經過上導磁板、定轉子組件、磁流變液、下導磁板和導磁套形成回路，上下導磁板、上下導磁環(huán)和導磁套均由高磁導率的電工純鐵制得，整個電磁回路中除了留有必要焊點高度和回轉間隙外均保證緊密連接以減小磁阻和磁漏。

6.根據(jù)權利要求5所述的測試平臺，其特征在于，線圈骨架為尼龍制品，尼龍材料具有較高的耐熱性；線圈采用無骨架線圈，以保證良好的熱傳遞效果。

7.根據(jù)權利要求1所述的測試平臺，其特征在于，將壓電陶瓷通單相電，對磁流變液輻射駐波超聲場，或將壓電陶瓷通兩相正交電壓，此時對磁流變液輻射的是行波超聲場；以進行磁流變液在不同形態(tài)超聲場作用下的圓環(huán)型剪切特性測試。

8.根據(jù)權利要求1所述的測試平臺，其特征在于，磁流變液容腔中的磁場強度和超聲場強度能通過調節(jié)電流和電壓的大小而無級可調；磁流變液的剪切變率能通過電機驅動器進行調節(jié)。

9.一種權利要求1所述的磁流變液在超聲近場和無級可調磁場作用下圓環(huán)型剪切特性測試平臺作為基于超聲場和磁場耦合下的阻尼器或者作動器。