[發(fā)明專利]一種磁流變液剪切屈服應(yīng)力測量裝置

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• 申請日: 2019-05-22
• 公開（公告）號: CN110095220A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉旭輝;丁志娟;孫璐嬋;蒲美玲;付澤民;羅啟文;簡震;張遠(yuǎn)方
• 申請（專利權(quán)）人: 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué);上海牛甲機(jī)電科技有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01N11/10
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發(fā)明公開了一種磁流變液剪切屈服應(yīng)力測量裝置，包括固定架、升降臺、磁感應(yīng)傳感器、儲液槽、永磁鐵和線圈；其中，繩的一端依次與拉力傳感器和提拉塊相連，繩的另一端與加載裝置相連，加載裝置通過繩向提拉塊施加豎直方向的力，使其可在儲液槽的垂直方向運(yùn)動(dòng)，剪切磁流變液；儲液槽設(shè)于升降臺上，其可在豎直方向運(yùn)動(dòng)，使得提拉塊剪切磁流變液，且在儲液槽的兩側(cè)及下方分別設(shè)有永磁鐵、線圈和磁感應(yīng)傳感器，拉力傳感器和磁感應(yīng)傳感器均與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，并經(jīng)分析處理后顯示。本發(fā)明的測量裝置可測得不同大小的剪切屈服應(yīng)力，適用范圍廣，精度高，結(jié)果清晰、直觀。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測量裝置，具體涉及一種磁流變液剪切屈服應(yīng)力測量裝置，該裝置用于測量磁流變液的剪切屈服應(yīng)力。

背景技術(shù)

磁流變液是一種新型智能材料，它的特殊性在于其特別的流變性，在外部磁場作用下，原本液體狀的磁流變液會(huì)發(fā)生突變，瞬間可以形成類固體狀態(tài)，出現(xiàn)刺狀突起，體現(xiàn)出其類固體力學(xué)性質(zhì)；在除去外加磁場的情況下，磁流變液瞬間從類固體狀又還原為可流動(dòng)的液體狀。響應(yīng)時(shí)間為毫秒量級，因此，磁流變液這種流變性的特殊性質(zhì)，在汽車懸架、工程結(jié)構(gòu)、振動(dòng)控制等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

剪切屈服應(yīng)力是衡量磁流變液性能的一個(gè)重要指標(biāo)，表示在某一磁感應(yīng)強(qiáng)度下磁流變液在外力作用下由類固態(tài)性質(zhì)向液體性質(zhì)轉(zhuǎn)變時(shí)的應(yīng)力，當(dāng)剪切應(yīng)力小于剪切屈服應(yīng)力時(shí)，表現(xiàn)出類似固體的性質(zhì)，磁流變液在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)剪切應(yīng)力大于剪切屈服應(yīng)力時(shí)，磁流變液表現(xiàn)出液體的流動(dòng)性。剪切屈服應(yīng)力是磁流變液的主要參數(shù)之一，正確測試磁流變液的剪切屈服應(yīng)力對磁流變液的理論研究、磁流變液的制備以及磁流變液元器件的研制和設(shè)計(jì)有十分重要的意義。

由于現(xiàn)在磁流變液適用的場合越來越多，而且所需的剪切力的大小也不一致，之前的裝置不能精確的測得剪切屈服應(yīng)力的大小，如手動(dòng)或用砝碼天平測量，均存在一定的誤差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種磁流變液剪切屈服應(yīng)力測量裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種磁流變液剪切屈服應(yīng)力測量裝置，包括固定架、升降臺、勻強(qiáng)可調(diào)磁場發(fā)生裝置、磁感應(yīng)傳感器和盛放磁流變液的儲液槽，所述的勻強(qiáng)可調(diào)磁場發(fā)生裝置包括永磁鐵和線圈；

其中，所述的固定架上設(shè)有定滑輪，沿所述的定滑輪穿設(shè)有繩，繩的一端依次與拉力傳感器和提拉塊相連，繩的另一端與加載裝置相連，所述的加載裝置通過繩向所述的提拉塊施加豎直方向的力，使其可在所述的儲液槽的垂直方向運(yùn)動(dòng)，剪切磁流變液；

所述的儲液槽設(shè)于所述的升降臺上，其可在豎直方向運(yùn)動(dòng)，使得所述的提拉塊剪切磁流變液，且在所述的儲液槽的兩側(cè)串設(shè)有若干對所述的永磁鐵，并在下方設(shè)有所述的線圈，所述的線圈與外部電源相連，所述的磁感應(yīng)傳感器設(shè)于所述的儲液槽與所述的線圈之間；

所述的拉力傳感器和所述的磁感應(yīng)傳感器均與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，并經(jīng)分析處理后，顯示電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度及剪切屈服應(yīng)力。

在本發(fā)明的一實(shí)施例，所述的加載裝置包括電機(jī)和控制所述的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與計(jì)算機(jī)相連。

在本發(fā)明的一實(shí)施例，所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與所述的計(jì)算機(jī)相連。

在本發(fā)明的一實(shí)施例，所述的儲液槽為設(shè)在儲液框架上的凹槽，所述的儲液框架設(shè)在所述的升降臺上，所述的線圈設(shè)于所述的儲液框架的底部，且所述的儲液槽與所述的線圈之間留有空間及間隙，所述的磁感應(yīng)傳感器設(shè)在該間隙。

在本發(fā)明的一實(shí)施例，在所述的儲液槽的內(nèi)側(cè)面設(shè)有繞其一周的矩形槽。

在本發(fā)明的一實(shí)施例，所述的儲液槽的長為70mm，高為62mm，寬為32mm，且側(cè)壁和底面的厚度均為6mm。

在本發(fā)明的一實(shí)施例，所述的定滑輪的數(shù)量為兩個(gè)，水平平行地設(shè)在所述的固定架上。