有场制备磁流变弹性体的磁路分析.pdf

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1、有场制备磁流变弹性体的磁路分析李光辉，黄学功(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：磁流变弹性体是由铁磁颗粒混合于弹性基体制备而成的一种新型智能材料，其弹性刚度可由外加磁场加以控制。其制备方式可分为两种，即有场制备和无场制备，且有场制备的材料性能优于无场制备。研究并设计了不同的加磁装置用以制备磁流变弹性体，用线圈加磁装置方便磁场调节；而使用永磁体加磁时，有导磁回路的磁场明显大于直接用永磁体进行加磁，并且作用于磁流变弹J}生体的磁场更加均匀，磁力线几乎无发散，磁场利用率高。最后使用有导磁回路的永磁体加磁结构制备了磁流

2、变弹性体材料。关键词：磁流变弹性体；制备；磁路；ANSYS仿真中图分类号：0373；TM14文献标识码：A文章编号：l001．3830(2014)01—0024．004AnalysisofmagneticcircuitforpreparingmagnetOrheOlOgicalelastomerundermagneticfieldLIGuang-hui，HUANGXue—gongCollegeofMechanicalEngineering,NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjin

3、g210094,ChinaAbstract：MagnetorheologicalElastomer(MRE)isanewkindofsmartmaterialscomposedofferromagneticparticlesdispersedinelasticmatrix，withcontrollablestiffnessunderappliedmagneticfield．Magnetorheologicalelastomercanbefabricatedunderconditionwithandwithoutappliedmag

4、neticfield，andtheperformanceofMREpreparedinfieldisobviouslybetterthanthatpreparedinnofield．Differentfieldgeneratingcdevicearedesignedforpreparingmagnetorheologicalelastomer．Theresultsshowthatuseofcoilscangenerateadjustablemagneticfield，whileforusingpermanentmagnetstog

5、eneratemagneticfield，thedevicewithmagneticconductiveloophashigherandmoreuniformfieldthantheoneonlyusingmagnets．FinallyMREisfabricatedusingfieldgeneratingdevicewithmagneticconductiveloop．Keywords：magnetorheologicalelastomer；preparation；magneticcircuit；simulation构又可称为各向

6、异性MRE，而无场制备的可称为l引言各向同性MRE。无场制备的磁性颗粒随机分布于磁流变弹性体(MagnetorheologicalElastomer，基体材料中，而有场条件下制备的磁性颗粒在磁场MRE)是磁流变液(MRF)的固体模型，它很好作用下排成链状，固化结束后，链状结构保留在橡地解决了MRF的颗粒易沉降的问题，且具有无需胶基体中I5J。与无场制备的磁流变弹性体相比，磁密封、性能稳定、控制简便、响应迅速等特点，因性颗粒呈链状结构的磁流变弹性体一般具有更高此其在航空航天、舰船、振动控制等领域具有广泛的磁流变效应和磁致模量变化J，

7、因此设计最优的应用前景，吸引了越来越多研究者的注意l】。的材料固化磁路对于材料的性能有着重要的影响。磁流变弹性体在制备方式上可以分为有场制一般文献很少对具体的制备磁路加以研究，只是采备和无场制备两种，有场制备的磁流变弹性体按结用大磁场进行制备，这样不但昂贵而且浪费了磁能。本文研究和设计了不同的制备磁路结构，并进收稿日期：2013-01—15修回日期：2013-04—12行了理论计算及仿真，最后选用有导磁回路的永磁基金项目：国家自然科学基金资助项目f51175265)体加磁结构制备了磁流变弹性体材料。通讯作者：李光辉E—mail：l

8、iguanghui21l@126．com24JMagnMaterDevicesVol45No1下线一挡扳线l铁芯线圈下导磁隔扳模具底座(a)图1线圈加磁的(a)结构简图及(b)等效磁路2磁流变弹性体制备磁路结构设计根据磁路欧姆定律，磁阻R，磁通和磁