磁流变液技术 第8期

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1、外文资料编译磁流变液技术图书馆信息部摘要近年来，磁流变液技术在工程技术领域得到越来越广泛的应用。文章介绍了磁流变液的基本原理、理化特性以及当前的研究与发展情况。并举例说明了磁流变液在减振、振动控制、降噪等领域的实际应用。关键词磁流变液流变特性阻尼减振磁流变液(MagnetorheologicalFluid,简称MRFluid)是一种可控流体。它由量级的铁磁性颗粒分散在低粘度的油或水中，同时加入添加剂，提高混合物的稳定性、抗腐蚀性、润滑、抗氧化、pH值、色素、盐度以及降低酸度。在外部磁场作用下，其性能（如磁学、电学、热学、声学、光学及流变学等性能）可

2、发生显著、迅速（在毫秒级时间内）、连续且基本完全可逆的变化。以流变性能为例，颗粒在外加磁场的作用下被磁化，磁化后的颗粒相互作用聚集成链或柱状有序结构，即流动性良好的牛顿流体在瞬间流变为具有一定剪切屈服强度的Bingham类固体。在宏观上看来，是由自由流动的状态转变为类固态，发生了相变；而一旦磁场撤去，磁流变液又恢复为自由流动状态。在上个世纪九十年代，磁流变液在制备、固化机理、微观结构、力学分析等方面都取得了丰硕的研究成果，使人们对磁流变液的认识更加深入，直接导致近几年磁流变液在工程中的广泛应用。到目前为止，磁流变液技术已经渗透到机械、采矿、自动化仪

3、表、印刷等行业，包括应用磁流变液制作的家庭健身器械、机械手的抓持机构、装配车间不规则形体的依托架、阀门和密封、机器人传感器、减振器等。应用磁流变液的流变特性制作的器件通常具有结构简单、功耗小、可控性强、易于集成到控制系统中等优点。磁流变液在减振、振动控制、降噪等领域具有巨大的应用价值，采用磁流变液技术的阻尼器，因其具有能耗低、出力大、响应速度快、结构简单、阻尼力连续顺逆可调，并可方便地与微机控制结合等优良特点，已经成为新一代高性能和智能化的减振装置。在汽车工业、机器人工业、高层建筑和桥梁等相关领域有着广泛的应用前景和巨大的市场潜力。在日本，一个大型

4、博物馆的建筑中利用磁流变液阻尼器来减轻地震对其破坏；在中国洞庭湖大桥上已应用磁流变阻尼器进行斜拉索的减振。另外全球著名的汽车零部件生产商Delphi公司生产的磁流变悬挂装置已经应用在Cadillac豪华轿车上；以生产赛车的防冲击减震器而著称的Carrera公司已经开发出第二代磁流变减震器。Lord公司最近开发出在2A电流下能产生180KN阻尼力的阻尼器，使得磁流变液在建筑、桥梁中用于抗击地震成为可能。除了可应用在减振、振动控制、降噪等领域外，磁流变液7外文资料编译还可以用于假肢、抛光、洗衣机、阀等。另外两个比较特殊的应用包括：在癌症治疗中应用磁流变

5、液，这本质上是磁流变阀的应用，使肿瘤因为得不到血液而停止生长；声波在磁流变液中传播有两种模态而且可由磁场控制，因而在声学中也可以得到应用。Lord公司以专业生产磁流变液和开发磁流变液商用器件而著称，同时它也成立了自己的磁流变液研究小组。在磁流变液的制备方面他们解决了许多技术问题，如沉降、长效性等。Lord公司的产品已被作为实验、测试、应用的标准。Lord公司目前已申请了几十项关于电磁流变液器件方面的专利。此外，Ford汽车公司的磁流变液小组长期从事磁流变液的机理及应用研究，也为磁流变液性能的提高以及在汽车上的应用做出了贡献。近年来，磁流变液已受到美

6、国军方的关注。美国ArmyTankandArmamentsCommand(TACOM)正在研制能由计算机控制的磁流变悬挂系统来更新当前的悍马（Hummer）战车。美国SystemsandPlanningAnalysis,Inc(SPA)正在为阿帕奇AH-64直升机的机关炮(Chaingun)研发半主动控制的磁流变反冲阻尼系统。该研究受到美国ArmyResearchLaboratory(ARL)的资助。MIT的GarethMcKinley教授正在使用磁流变液研制瞬时盔甲(instantarmor)。正如最新的《黑客帝国》影片所展示的那样，当危险来临时

7、，这种盔甲立刻会变成一面坚不可摧的盾牌。该项目受到美国军方的ArmyResearchOffice资助。SatConTechnologyCorporation研制出了基于磁流变液的连续可变传动装置(MagnetorheologicalFluid-BasedContinuouslyVariableTransmission)。此项工作也受到美国ArmyResearchOffice(ARL)的巨额资助。1、磁流变液的理化特性1.1磁流变液的基本组成磁流变液主要由磁性颗粒、基础液、添加剂三部分组成。1、磁性颗粒在外加磁场作用下，磁流变液中的磁性颗粒产生链化作

8、用，是磁流变液产生磁流变效应的核心。根据磁流变效应机理研究结论，磁性颗粒具有以下特点：①通常磁性颗粒的所用的磁性材料都属于