磁流變塑性體磁-力-電耦合性能及應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-25 06:07
磁流變塑性體(Magnetorheologicalplastomer,MRP)是一類將磁性顆粒分散到低交聯(lián)度聚氨酯(polyurethane,PU)中形成的具有磁敏特性的新型磁流變材料。它像橡皮泥材料一樣具有良好的可塑性,能夠塑造成各種形狀。無磁場時(shí),磁性顆粒均勻地分散在PU基體中,不會(huì)發(fā)生團(tuán)聚和沉降;當(dāng)施加一個(gè)外部磁場時(shí),PU基體中的磁性顆?梢钥朔w的約束自組裝成與磁場方向平行的結(jié)構(gòu),因此MRP具有良好的穩(wěn)定性和較高的磁流變效應(yīng)。此外,這種獨(dú)特的磁致微觀結(jié)構(gòu)演化對MRP的力學(xué)、電學(xué)及聲學(xué)性能產(chǎn)生了顯著的影響,使其在阻尼減振、柔性電子和吸聲降噪等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景。目前,研究人員已經(jīng)開展了一系列關(guān)于MRP的研究工作,在材料制備、性能研究和微觀結(jié)構(gòu)模擬方面取得了一些成果。然而,MRP的性能優(yōu)化和應(yīng)用設(shè)計(jì)等僅進(jìn)行了初步地探索,材料的磁-力-電耦合性能及相關(guān)機(jī)理亟需深入研究。針對當(dāng)前工作中存在的不足,本文首先研究了 MRP在高應(yīng)變率下的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能,提出了相應(yīng)的磁-力耦合機(jī)理;基于獨(dú)特的磁致微觀結(jié)構(gòu)演化,在MRP中分別添加碳纖維、碳納米管、液態(tài)金屬和電解質(zhì)材料優(yōu)化設(shè)計(jì)出具有磁-力-電耦...
【文章來源】:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:144 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1不同磁場強(qiáng)度下MRF的微觀結(jié)構(gòu)W
?第1章緒?論???103[?mm?_??。福?-?ll^il??=60?-?\?―?一???—-????\?Fe304@PANI??.40???\??L??0?60?120?180?240?300?360?42(??Time?(min)??圖1.2由Fe3〇4和Fe304/聚苯胺構(gòu)成的MRF的穩(wěn)定性[17]。??另外,在MRF中加入添加劑可以降低磁性顆粒在MRF中的沉降速度,從??而改善MRF的穩(wěn)定性[18]。Lim和Rwei等人向MRF中加入一定量的二氧化硅,??可以有效地防止CI顆粒沉降t19,2G]。Bica等人用月桂酸或肉豆蔻酸來提髙磁納米??顆粒的穩(wěn)定性[21]。有趣的是,添加微納米級(jí)的有機(jī)粘土也可改善MRF的穩(wěn)定性??并且增強(qiáng)了?MRF的磁流變效應(yīng)[22]。Premalatha和Rankin等人首次使用脂類作為??MRF的添加劑,研宄發(fā)現(xiàn)油脂可以改善載液的密度,從而提高MRF的穩(wěn)定性??[23,24]??■■??圖1.3?(a)?CI和(b)?CI/PMMA核-殼結(jié)構(gòu)顆粒的SEM圖像[25]。??MRF以其快速的磁響應(yīng)性能和可調(diào)的阻尼特性被廣泛用于減振,制動(dòng),修??復(fù)和拋光等。通常,MRF設(shè)備都可以分為剪切,擠壓,閥和收縮模式(圖1.4)。??在所有模式中,最常用的模式是閥模式。此外,在作用力較小的阻尼器或制動(dòng)器??中使用的是剪切模式。還有一些應(yīng)用需要將兩種模式組合在一起。精確的模型可??以預(yù)測MRF設(shè)備的性能,因此對MRF模型的研宄具有十分重要的意義。目前,??許多非線性模型己經(jīng)被用來表征MRF,包括Bingham塑性模型[26'28],Biviscous??模型[2
?第1章緒?論???103[?mm?_??。福?-?ll^il??=60?-?\?―?一???—-????\?Fe304@PANI??.40???\??L??0?60?120?180?240?300?360?42(??Time?(min)??圖1.2由Fe3〇4和Fe304/聚苯胺構(gòu)成的MRF的穩(wěn)定性[17]。??另外,在MRF中加入添加劑可以降低磁性顆粒在MRF中的沉降速度,從??而改善MRF的穩(wěn)定性[18]。Lim和Rwei等人向MRF中加入一定量的二氧化硅,??可以有效地防止CI顆粒沉降t19,2G]。Bica等人用月桂酸或肉豆蔻酸來提髙磁納米??顆粒的穩(wěn)定性[21]。有趣的是,添加微納米級(jí)的有機(jī)粘土也可改善MRF的穩(wěn)定性??并且增強(qiáng)了?MRF的磁流變效應(yīng)[22]。Premalatha和Rankin等人首次使用脂類作為??MRF的添加劑,研宄發(fā)現(xiàn)油脂可以改善載液的密度,從而提高MRF的穩(wěn)定性??[23,24]??■■??圖1.3?(a)?CI和(b)?CI/PMMA核-殼結(jié)構(gòu)顆粒的SEM圖像[25]。??MRF以其快速的磁響應(yīng)性能和可調(diào)的阻尼特性被廣泛用于減振,制動(dòng),修??復(fù)和拋光等。通常,MRF設(shè)備都可以分為剪切,擠壓,閥和收縮模式(圖1.4)。??在所有模式中,最常用的模式是閥模式。此外,在作用力較小的阻尼器或制動(dòng)器??中使用的是剪切模式。還有一些應(yīng)用需要將兩種模式組合在一起。精確的模型可??以預(yù)測MRF設(shè)備的性能,因此對MRF模型的研宄具有十分重要的意義。目前,??許多非線性模型己經(jīng)被用來表征MRF,包括Bingham塑性模型[26'28],Biviscous??模型[2
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高分子材料粘溫敏感性和粘切敏感性的串講[J]. 陳曉明. 高分子材料科學(xué)與工程. 2013(06)
[2]基于多鏈模型的磁流變彈性體剪切模量的數(shù)值分析(英文)[J]. 朱應(yīng)順,龔興龍,黨輝,張先舟,張培強(qiáng). Chinese Journal of Chemical Physics. 2006(02)
博士論文
[1]磁流變塑性體的優(yōu)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究[D]. 逄浩明.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[2]新型磁敏智能軟材料(磁流變塑性體)的制備,表征及機(jī)理研究[D]. 許陽光.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
本文編號(hào):3608025
【文章來源】:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:144 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1不同磁場強(qiáng)度下MRF的微觀結(jié)構(gòu)W
?第1章緒?論???103[?mm?_??。福?-?ll^il??=60?-?\?―?一???—-????\?Fe304@PANI??.40???\??L??0?60?120?180?240?300?360?42(??Time?(min)??圖1.2由Fe3〇4和Fe304/聚苯胺構(gòu)成的MRF的穩(wěn)定性[17]。??另外,在MRF中加入添加劑可以降低磁性顆粒在MRF中的沉降速度,從??而改善MRF的穩(wěn)定性[18]。Lim和Rwei等人向MRF中加入一定量的二氧化硅,??可以有效地防止CI顆粒沉降t19,2G]。Bica等人用月桂酸或肉豆蔻酸來提髙磁納米??顆粒的穩(wěn)定性[21]。有趣的是,添加微納米級(jí)的有機(jī)粘土也可改善MRF的穩(wěn)定性??并且增強(qiáng)了?MRF的磁流變效應(yīng)[22]。Premalatha和Rankin等人首次使用脂類作為??MRF的添加劑,研宄發(fā)現(xiàn)油脂可以改善載液的密度,從而提高MRF的穩(wěn)定性??[23,24]??■■??圖1.3?(a)?CI和(b)?CI/PMMA核-殼結(jié)構(gòu)顆粒的SEM圖像[25]。??MRF以其快速的磁響應(yīng)性能和可調(diào)的阻尼特性被廣泛用于減振,制動(dòng),修??復(fù)和拋光等。通常,MRF設(shè)備都可以分為剪切,擠壓,閥和收縮模式(圖1.4)。??在所有模式中,最常用的模式是閥模式。此外,在作用力較小的阻尼器或制動(dòng)器??中使用的是剪切模式。還有一些應(yīng)用需要將兩種模式組合在一起。精確的模型可??以預(yù)測MRF設(shè)備的性能,因此對MRF模型的研宄具有十分重要的意義。目前,??許多非線性模型己經(jīng)被用來表征MRF,包括Bingham塑性模型[26'28],Biviscous??模型[2
?第1章緒?論???103[?mm?_??。福?-?ll^il??=60?-?\?―?一???—-????\?Fe304@PANI??.40???\??L??0?60?120?180?240?300?360?42(??Time?(min)??圖1.2由Fe3〇4和Fe304/聚苯胺構(gòu)成的MRF的穩(wěn)定性[17]。??另外,在MRF中加入添加劑可以降低磁性顆粒在MRF中的沉降速度,從??而改善MRF的穩(wěn)定性[18]。Lim和Rwei等人向MRF中加入一定量的二氧化硅,??可以有效地防止CI顆粒沉降t19,2G]。Bica等人用月桂酸或肉豆蔻酸來提髙磁納米??顆粒的穩(wěn)定性[21]。有趣的是,添加微納米級(jí)的有機(jī)粘土也可改善MRF的穩(wěn)定性??并且增強(qiáng)了?MRF的磁流變效應(yīng)[22]。Premalatha和Rankin等人首次使用脂類作為??MRF的添加劑,研宄發(fā)現(xiàn)油脂可以改善載液的密度,從而提高MRF的穩(wěn)定性??[23,24]??■■??圖1.3?(a)?CI和(b)?CI/PMMA核-殼結(jié)構(gòu)顆粒的SEM圖像[25]。??MRF以其快速的磁響應(yīng)性能和可調(diào)的阻尼特性被廣泛用于減振,制動(dòng),修??復(fù)和拋光等。通常,MRF設(shè)備都可以分為剪切,擠壓,閥和收縮模式(圖1.4)。??在所有模式中,最常用的模式是閥模式。此外,在作用力較小的阻尼器或制動(dòng)器??中使用的是剪切模式。還有一些應(yīng)用需要將兩種模式組合在一起。精確的模型可??以預(yù)測MRF設(shè)備的性能,因此對MRF模型的研宄具有十分重要的意義。目前,??許多非線性模型己經(jīng)被用來表征MRF,包括Bingham塑性模型[26'28],Biviscous??模型[2
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高分子材料粘溫敏感性和粘切敏感性的串講[J]. 陳曉明. 高分子材料科學(xué)與工程. 2013(06)
[2]基于多鏈模型的磁流變彈性體剪切模量的數(shù)值分析(英文)[J]. 朱應(yīng)順,龔興龍,黨輝,張先舟,張培強(qiáng). Chinese Journal of Chemical Physics. 2006(02)
博士論文
[1]磁流變塑性體的優(yōu)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究[D]. 逄浩明.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[2]新型磁敏智能軟材料(磁流變塑性體)的制備,表征及機(jī)理研究[D]. 許陽光.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
本文編號(hào):3608025
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