密度大于磁性液體的永磁體能在磁性液體中實現(xiàn)穩(wěn)定的懸浮是磁性液體特有的性質(zhì)之一,研究這種現(xiàn)象的理論叫做磁性液體第二類懸浮原理,磁性液體第二類懸浮特性具有重大的研究價值和廣泛的應用領域。磁性液體慣性傳感器是磁性液體第二類懸浮特性的最重要應用之一,其具有結構簡單、可靠性高和使用壽命長等突出優(yōu)點,具有重要的研究價值。本文針對永磁體在磁性液體中的自懸浮現(xiàn)象在磁性液體慣性傳感器中的應用問題展開了研究,研究分兩步進行,首先研究了磁性液體第二類懸浮特性（永磁體在磁性液體中的自懸�。�,其次根據(jù)第二類懸浮特性的研究結果設計了磁性液體慣性傳感器并用于傾斜角度的測量,主要研究工作如下:（1）在磁性液體第二類懸浮特性的理論研究方面:根據(jù)磁性液體應力張量推導得到了浸沒于磁性液體中的永磁體在自身產(chǎn)生的磁場作用下受到的懸浮力計算公式,該公式聚焦于磁性液體和外部環(huán)境的邊界面的壓強;研究了磁性液體和空氣的邊界面產(chǎn)生的表面不穩(wěn)定性和永磁體受到的磁性液體懸浮力的關系,建立了磁性液體表面不穩(wěn)定性和永磁體受到的懸浮力之間的相互作用模型;對永磁體在磁性液體中受到的懸浮力的計算公式進行分析,得到了簡化的懸浮力計算公式;研究了永磁體、非...

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學位級別】：博士

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致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究的背景和意義
    1.2 磁性液體的簡介
        1.2.1 磁性液體的組成
        1.2.2 磁性液體的制備
    1.3 磁性液體懸浮特性簡介及研究現(xiàn)狀
        1.3.1 磁性液體懸浮特性的簡介
        1.3.2 磁性液體第一類懸浮特性的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 磁性液體第二類懸浮特性的研究現(xiàn)狀
    1.4 磁性液體慣性傳感器的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 慣性質(zhì)量為磁性液體的慣性傳感器
        1.4.2 慣性質(zhì)量為非磁性物質(zhì)的慣性傳感器
        1.4.3 慣性質(zhì)量包含永磁體的慣性傳感器
    1.5 研究目標和研究內(nèi)容
2 磁性液體懸浮特性的理論基礎
    2.1 磁性液體應力張量
    2.2 磁性液體第二類懸浮特性的公式推導
    2.3 磁性液體表面不穩(wěn)定性與懸浮力
    2.4 磁性液體懸浮力的公式簡化
    2.5 組合體在磁性液體自懸浮的理論基礎
    2.6 本章小結
3 永磁體在磁性液體中自懸浮現(xiàn)象的實驗研究
    3.1 實驗方案及自密封效應
    3.2 永磁體受到懸浮力和磁性液體的質(zhì)量之間的關系
        3.2.1 軸向磁化永磁體受到的懸浮力的測量與分析
        3.2.2 徑向磁化永磁體受到的懸浮力的測量與分析
    3.3 永磁體受到的懸浮力和懸浮高度之間的關系
    3.4 非磁性棒對磁性液體懸浮力的影響分析
    3.5 磁性懸浮力的仿真計算
    3.6 本章小結
4 組合體在磁性液體中自懸浮現(xiàn)象的實驗研究
    4.1 圓環(huán)永磁體和內(nèi)芯自懸浮現(xiàn)象的實驗研究
    4.2 圓柱永磁體和外殼自懸浮現(xiàn)象的實驗研究
        4.2.1 軸向磁化圓柱永磁體和外殼自懸浮現(xiàn)象的實驗研究
        4.2.2 徑向磁化圓柱永磁體和外殼自懸浮現(xiàn)象的實驗研究
    4.3 永磁體、內(nèi)芯和外殼自懸浮現(xiàn)象的實驗研究
    4.4 容器半徑對磁性液體懸浮力的影響
    4.5 本章小結
5 磁性液體慣性傳感器的模型設計
    5.1 磁性液體慣性傳感器的工作原理
    5.2 磁性液體慣性傳感器輸出特性影響因素分析
    5.3 慣性質(zhì)量的結構設計
    5.4 慣性質(zhì)量對線圈電感的影響
        5.4.1 慣性質(zhì)量的軸向長度對線圈電感的影響
        5.4.2 慣性質(zhì)量的直徑對線圈電感的影響
    5.5 本章小結
6 磁性液體慣性傳感器的實驗研究
    6.1 慣性質(zhì)量的選擇
    6.2 慣性傳感器信號源的設計
    6.3 慣性傳感器輸出電壓的影響因素分析
        6.3.1 慣性質(zhì)量的長度對傳感器輸出電壓的影響
        6.3.2 慣性質(zhì)量的直徑對傳感器輸出電壓的影響
        6.3.3 渦流效應對慣性傳感器輸出電壓的影響
    6.4 慣性傳感器傾斜角度測量的實驗研究
    6.5 本章小結
7 結論
    7.1 論文主要結論
    7.2 論文主要創(chuàng)新點
    7.3 論文展望
參考文獻
作者簡歷及攻讀博士學位期間取得的研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：4043756