基于BCT模型的磁流变液剪切应力预测理论研究

摘要

磁流变液在外加磁场的作用下，其中的磁性固体粒子之间产生作用，形成链状结构，进而聚集形成一定的立体结构，且能承受一定的剪切应力。粒子发生聚集所形成的最终的平衡结构目前有多种模型，传统的理论认为是体心四方结构(即BCT模型)，此外还有诸如层结构模型、纤维结构模型、圆柱结构模型等等。本文主要研究的是BCT结构模型。 论文采用理论分析和实验测试的方法，研究了关于磁流变液剪切应力的一些理论。本文研究的主要内容如下： 首先根据磁流变液的相关理论，固体力学理论和电磁学的相关知识，建立了BCT结构模型和物理材料模型，并为了后面计算方便做了一些假设。 然后根据安培分子电流假说、偶极子理论和安培定理，计算了沿磁场方向两个球形粒子的作用力表达式。在这个基础上，本文对磁流变液受小角度剪切变形的情况进行了研究，得到了这种情况下其剪切应力的理论计算公式。为了验证理论计算公式，论文采用实验方法，研究了磁流变液的力学性能。研究表明，在小剪切变形的情况下，剪切应力随剪切应变的增加而线性增加，剪切应力随着粒子体积分数的增大而增大，但当粒子体积分数过大时，剪切应力变化缓慢。然后，对理论值和实验结果进行了比较，比较发现两者计算的剪切应力数量级相等，变化趋势一致，但理论值比实验值高。 论文最后分析了理论计算公式，研究和讨论了剪切应力与粒子体积分数、外加磁场强度和粒子的磁化强度的关系。结果表明，磁流变液的剪切应力随着磁性固体粒子浓度增大而增大，随磁性固体粒子的磁化强度呈平方正比关系。随着外加磁场的增大而增大，当粒子达到饱和磁化时，剪切应力达到饱和值。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

第2章 BCT结构模型

第3章 BCT模型的小应变情形

第4章：实验论证与结果讨论

第5章 结论与展望

参考文献

附录1：作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文目录

附录2：作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢