磁流變液與形狀記憶合金都屬于新型智能材料。其力學性能受外部因素（如熱場或磁場等）進行連續(xù)控制。其突出的力學性能及其廣闊的前景,促使了很多國內(nèi)外學者對這兩種材料及其應(yīng)用器件進行了相關(guān)研究與分析。本文根據(jù)磁流變液在外部因素作用下產(chǎn)生的流變特性以及形狀記憶合金在特定條件下的形狀記憶效應(yīng),提出了電阻形狀記憶合金與磁流變聯(lián)合傳動的方法,進行了關(guān)于該聯(lián)合傳動的傳動機理、裝置的傳動結(jié)構(gòu)、設(shè)計原理以及相關(guān)實驗檢測方法的探究,為研發(fā)出結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快、運行可靠、易于自動控制、安全、環(huán)保、節(jié)能、使用壽命長的新型智能傳動裝置打下一定的基礎(chǔ),希望為推動形狀記憶合金和磁流變液在傳動工程領(lǐng)域的開發(fā)研究提供一種新的思路。論文的主要研究工作如下:1)介紹了形狀記憶合金的熱效應(yīng)特性,介紹了磁流變液的組成和制備,磁流變效應(yīng)機理,通過對磁流變液剪切屈服應(yīng)力的研究,分析了影響剪切屈服應(yīng)力的因素;探究了磁流變液粘度以及屈服應(yīng)力隨溫度變化的關(guān)系。2)分析了電阻形狀記憶合金與磁流變聯(lián)合傳動工作原理及工作過程,推導了熱效應(yīng)下形狀記憶合金驅(qū)動的磁流變液與滑塊摩擦聯(lián)合傳動的轉(zhuǎn)矩方程,建立了聯(lián)合傳動轉(zhuǎn)矩與磁場強度、溫度、轉(zhuǎn)速、材料特性... 

【文章來源】：重慶理工大學重慶市

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

超彈性效應(yīng)示意圖

2形狀記憶合金與磁流變液材料特性11圖2.1超彈性效應(yīng)示意圖2.2.3形狀記憶效應(yīng)的特點形狀記憶效應(yīng)是溫度引起的相變。在研究馬氏體相變時，我們通常將高溫到低溫SMA材料的相變稱為正相變，將低溫到高溫馬氏體相變稱為馬氏體逆相變。馬氏體的正相變與逆相變在一定溫度范圍內(nèi)發(fā)生，如圖2.2所示圖2.2SMA材料相變溫度曲線從圖2.2可以看出，隨著溫度的連續(xù)變化，SMA材料從馬氏體相轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體相，然后從奧氏體相轉(zhuǎn)變?yōu)橄嘧凅w。在常規(guī)的冷卻過程中，面心立方結(jié)構(gòu)的奧氏體相連續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心或體心立方四方結(jié)構(gòu)馬氏體相。一旦形成該馬氏體，它將隨著溫度降低繼續(xù)生長。隨著溫度的升高，它將再次降低，最后在完全相反的過程中消失。SMA材料的記憶效應(yīng)可分為三類，第一種類型是單向記憶效應(yīng)，它是指合金材料在較低溫度下的變形，加熱后，可以恢復變形前的形狀。當溫度再次變化時，其

重慶理工大學碩士學位論文12形狀將不再變化，如圖2.3(a)所示。第二種類型是雙向記憶效應(yīng)，該合金不僅可以記憶低溫形狀，而且還可以記憶高溫形狀。當溫度在一定范圍內(nèi)時，當內(nèi)部變化反復變化時，合金材料的形狀也連續(xù)變化，通過在相變間隔內(nèi)重復進行熱機械循環(huán)，可以得到雙向記憶合金材料。即通過訓練方法獲得，如圖2.3(b)所示；第三種類型是全程的記憶效應(yīng)。在溫度較低時，SMA材料的形狀變化會與高溫時形狀變化方向相反，如圖2.3(c)所示。圖2.3形狀記憶效應(yīng)示意圖通過國內(nèi)外眾多學者對相關(guān)SMA材料的深入研究[43]，到目前為止，SMA已經(jīng)成功應(yīng)用的材料有Cu基SMA，Ni-Ti基SMA，F(xiàn)e基SMA等。其中Ni-Ti基SMA憑借其優(yōu)良的形狀記憶效應(yīng)而被廣泛應(yīng)用于軍事、航天、核能、生物醫(yī)療等高科技領(lǐng)域，由于其成本太高使得它在民用領(lǐng)域被限制了。2.3磁流變液的特性分析2.3.1磁流變液的成分MRF是一種顆粒懸浮液。它通常是通過將微米級的軟磁性顆粒分散在基礎(chǔ)液體中而形成的。同時，為確保顆粒能夠長時間穩(wěn)定懸浮在基礎(chǔ)液中，將添加基礎(chǔ)液。借助合適的顆粒表面添加劑，故MRF的成分分為三個部分，即軟磁性顆粒，基礎(chǔ)液與表面添加劑。因此，每個組件的物化特性決定了MRF的性能。軟磁性顆粒是磁流體的重要組成部分，能直接影響磁流體的特性。通常選擇具有高磁化率的軟磁材料。通常Fe、Co、Ni及其合金、Fe氧化物和氮化物等為主要的磁流體流體顆粒材料。這些顆粒材料具有不同的性質(zhì)和價格，通常也容易制備。其中，羰基鐵粉(Fe(CO)5)由于其生產(chǎn)簡單，性能優(yōu)異且價格低廉而已廣泛用于磁流體中。顆粒粒度通常在數(shù)百納米至數(shù)十微米之間。顆粒的形狀通常為球形、橢圓


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