磁弹性

摘要： 研究轴向运动导电梁在平行导线产生的磁场环境中的主-内联合共振问题。基于电磁场基本理论和哈密顿原理,导出轴向运动梁在外激励和磁场共同作用下的非线性振动方程。针对一端夹支一端铰支的导电梁,采用多尺度法求解方程,得到非线性方程的近似解析解和幅频响应方程,并对稳态解的稳定性进行了分析。通过算例,得到系统前两阶幅值随频率调谐参数、外激励力、轴向速度、电流强度等参数的变化规律。结果表明:系统发生主-内联合共振时一阶和二阶响应都被激发,且存在不同的多解区域;一阶和二阶幅值的稳态解个数在几个多解区域同步变化,其个数取决于外激励力、运动速度和电流强度值。

摘要： 针对横向常磁场中铁磁圆板的主共振问题进行研究.基于电磁基本理论,得到薄板在常磁场中所受的磁体力和洛伦兹力,应用哈密顿变分原理,推导出磁场中铁磁圆板磁弹性耦合横向振动微分方程.常磁场中铁磁圆板受到的磁体力为静载荷,根据伽辽金法得到周边夹支边界条件下铁磁圆板在静载荷作用下的初挠度,进一步应用多尺度法对周期载荷作用下的非线性方程进行一阶和二阶近似求解,得到主共振下系统幅频响应方程.通过算例,给出了系统幅频特性曲线图、振幅随磁场强度和激励力变化的曲线图,分析了板厚、磁场强度、激励力对系统共振振幅的影响,并对比了一阶近似和二阶近似计算结果的不同.结果表明,共振区域内振幅显著增加,磁场强度较小时一阶近似与二阶近似计算结果相近,而磁场强度较大时,二阶近似计算结果更加准确.

摘要： 磁弹性传感器是用于测量轧机轧制力、钢带张力的一种测力传感器,为保证其输出信号稳定、精确,要求励磁电流具有高稳定性。本文着重探讨了产生励磁信号的信号发生器和恒流输出的功率放大器。励磁信号发生器输出标准正弦波的频率和幅值非常稳定,从而在信号源上确保励磁电流信号的稳定性和精确度。双闭环设计的恒流功率放大器,输出电流密切跟随励磁信号,在磁弹性传感器内建立起稳定的磁场,从而保证被测力值的准确性。

摘要： 磁弹性传感器输出信号大,具有较高的过载能力,非常适合用于测量金属板材的轧制力和桥梁支撑柱的压力.理论上,传感器输入和输出之间是线性关系;但实际上,传感器的输入输出特性都是非线性的.非线性误差是传感器的关键指标,直接决定产品的定级.对于重复性好和回差小的传感器,可以用三次多项式修正降低其非线性误差,以提高产品等级.通过400 t磁弹性传感器在标准测力机上进行的测力试验,验证了非线性误差修正方法的可行性,将传感器的非线性误差从2.75％减小到了0.35％,大大降低了非线性误差,且修正方法简单实用,使用单片机的仪表在现场即可进行数据修正操作.对于电阻应变式传感器和其他线性仪表,此方法同样适用.

摘要： 利用材料的磁致伸缩效应研制的转矩传感器被称为磁弹性转矩传感器,具有使用方便、耐高温、检测数据稳定和皮实耐用的优点,因而非常适合检测摩托车发动机的输出转矩,确保动力输出的高效控制。

摘要： 针对处于平行共轴三线圈和球形载流线圈产生磁场中的导电圆板,基于Kirchhoff薄板理论,给出磁场中圆板的磁弹性横向振动基本方程。根据电磁理论,导出线圈产生均匀磁场区域中圆板所受电磁力的表达式。通过位移函数的设定并应用伽辽金法,得到圆板的磁弹性轴对称振动微分方程及固有频率的表达式。通过算例,绘制了周边夹支和简支两种边界条件下圆板的磁弹性固有振动特性曲线图,分析了两种边界条件下固有频率、阻尼比、电磁力矩随线圈载流强度、线圈匝数和板厚等参数的变化规律。

摘要： 磁流变弹性体材料制成的构件在机械荷载和强磁场共同作用下时,材料的弹性模量随外加磁场的变化而变化,构件的变形也使得构件内、外的磁场随之改变,因此这是一个耦合场问题,而且本构关系是非线性的.在载流薄板的运动方程、物理方程及磁流变本构关系的基础上,导出了由磁流变弹性体制成的薄板在电磁场与机械荷载共同作用下的磁弹性动力屈曲方程,应用Galerkin原理将屈曲方程整理为Mathieu方程的标准形式,并将动力屈曲问题归结为对Mathieu方程的求解.利用Mathieu方程解的稳定性,及系数λ和∞之间的本征关系,导出了磁流变弹性薄板动力屈曲临界状态的判别方程.讨论了磁场强度、薄板厚度、颗粒体积分数、薄板长度等参量对四边简支磁流变弹性薄板临界失稳荷载的影响.%When the magnetorheological member is under mechanical load and strong magnetic field simutaneously,the magnetic induction effect will take place which will cause the variation of the modulus of elasticity.Meanwhile,the variation of modulus has also effects on the deformation of the component which affects the magnetic field distribution.So it is a coupling system and the constitutive relation is nonlinear.In this paper,based on the equations of motion,physical equations and magnetorheological constitutive relations,the magneto-elastic dynamic buckling equation of a thin magnetorheological elastic plate under the action of mechanical load in a magnetic field is derived.Then the buckling equation is transformed into a standard Mathieu equation by using Galerkin method.Thus,the solving of buckling problem is changed to the solving of Mathieu equation.According to the solution's stability of Mathieu equation and the relation of the coefficients λ and ηin Mathieu equation,the criterion equation of the buckling problem is also presented.The influence of the magnetic field intensity,the thickness of the plate,particle volume fraction,plate length parameters on the critical buckling load of simply supported thin magnetorheological elastic plate are discussed.

摘要： 针对处于球形载流线圈中的导电圆板,基于Kirchhoff薄板理论并应用哈密顿原理,建立磁场中圆板的磁弹性横向振动方程.根据电磁理论,导出线圈内均匀磁场区域中圆板所受电磁力的表达式.通过位移函数的设定并应用伽辽金法,得到周边固支边界条件下圆板的磁弹性轴对称振动微分方程及固有频率表达式.通过算例,绘制了圆板的磁弹性固有振动特性曲线图,分析了固有频率随线圈载流强度、圆板半径、板厚等参数的变化规律.

摘要： 旋转结构在工程实际中有着较为广泛的应用，应用哈密顿变分原理推得旋转运动圆板的磁弹性非线性振动方程.针对磁场中固支边界约束的旋转运动圆板,应用伽辽金积分法得到静载荷作用下关于时间变量的振动微分方程.利用多尺度法进行求解,得到非线性自由振动系统的近似解析解和固有频率表达式.通过算例,得到圆板的固有频率随磁感应强度和转速的变化规律曲线图,并对结果进行了分析.

摘要： 在给出薄板运动的动能、应变能以及电磁力虚功表达式的基础上,应用哈密顿变分原理,推得横向磁场中轴向运动矩形薄板的磁弹性振动方程,得到薄板所受电磁力的表达式.针对四边简支约束轴向运动矩形板,通过位移函数的设定并应用伽辽金积分法,得到磁弹性强迫振动微分方程.通过数值算例,给出了振幅放大因子分别随频率和磁感应强度的变化规律曲线图.结果表明,通过速度参数或电磁参数的适当选取,能够实现控制系统振动特性的目的.

摘要： 目的：建立应用磁弹性传感器无线传感法测定γ射线辐射剂量的方法。rn 方法：基于γ射线可引发丙烯酰胺(AM) 发生聚合反应，从而导致溶液粘度发生变化，而溶液粘度的变化可由磁弹性传感器进行检测的事实而建立相应的方法。磁弹性传感技术具有能无线检测磁弹性片的共振频率变化的独特性质，这种共振频率变化对应于磁弹性片所浸入溶液粘度的变化。通过共振频率的变化可对γ射线的辐射剂量进行定量测定。rn 结果：在适宜的条件下共振频率的频移与辐射剂量呈线性关系，测定范围为0-50Gy，检出限为0.25Gy。应用本方法测定了实际环境中γ射线的辐射剂量，结果令人满意。rn 结论：本方法可实时、连续、原位监测γ射线的辐射剂量。

摘要： 基于磁致伸缩效应和磁弹性现象及其基本原理,设计了非接触磁弹性传感器的理论原型,探讨了利用磁弹性原理测量一般应力的可能性.通过近一步的结构设计、电路设计和基础实验,对可行性进行了验证,并探讨了误差原因和消除方法,为以后的研究奠定了基础。

摘要： 研究在纵向磁场环境下的薄板的非线性振动问题，依据电动力学基本方程和板壳理论，导出了纵向磁场中导电薄板的非线性磁弹性振动方程以及电磁力表达式。针对两长边简支的导电条形薄板，通过位移函数的设定，利用Galerkin积分法并进行无量纲化，得到了关于挠度和电场强度的Duffing型非线性振动控制微分方程。然后，利用多尺度法进行求解，得到了挠度和电场强度的近似解析解。最后，通过数值计算，得到了不同参数条件下关于挠度、电场强度的时间历程图和对应的相图，讨论了机械和电磁参数对系统非线性振动状态的影响。结果表明，板厚增加，感应电场强度衰减趋势减缓，导致系统振幅衰减速度降低；而磁场对系统的非线性自由振动起阻尼作用，随着磁感应强度的增加，感应电场强度衰减速度加快，振幅衰减速度也随之加快。

摘要： 研究了磁场环境中受机械载荷作用圆柱薄壳的非线性主共振问题。在给出柱壳的非线性电磁弹性耦合运动基本方程及电磁力表达式的基础上，得到了横向稳恒磁场和机械载荷共同作用下圆柱薄壳的振动方程。应用伽辽金积分法，并进行无量纲化处理，进一步导出了相应的非线性振动微分方程。采用多尺度法对主共振问题进行了求解，得到了稳态运动下的幅频响应方程。通过算例给出了几种情况下的幅频响应曲线图，讨论了磁场强度，壳体厚度和激励幅值对系统振动的影响。

摘要： 本文研究了横向恒定磁场环境中导电薄板的非线性磁弹性自由振动问题.在给出导电薄板的非线性自由振动方程基础上,针对两端简支约束条件,得到了薄板的有阻尼振动微分方程.应用多尺度方法进行求解,导出了非线性自由振动方程的一次和二次近似解析解.借助于Matlab软件对方程进行数值求解,绘制了薄板自由衰减运动下的响应图,并对解析解和数值解的计算结果进行了比较,讨论了电磁参数及非线性效应等因素对系统振动的影响.

摘要： 为了有效地表征铁磁村料磁畴系统的磁化规律,对Langevin定律进行了修正.采用了一种新的技术处理方法,引入了有效场因子a、磁畴同向取向阻尼因子、磁畴场常数、磁致伸缩与磁化强度关联系数b等基本概念,并推断估算了这些量数值的大小和基本的变化规律.分析了力-磁效应的基本特征,从定性和定量的角度估算了应力对试件磁化的影响.在这种模型中,说明地磁场对力-磁效应的产生具有不可缺少的作用.

摘要： 为了有效地表征铁磁村料磁畴系统的磁化规律,对Langevin定律进行了修正.采用了一种新的技术处理方法,引入了有效场因子a、磁畴同向取向阻尼因子、磁畴场常数、磁致伸缩与磁化强度关联系数b等基本概念,并推断估算了这些量数值的大小和基本的变化规律.分析了力-磁效应的基本特征,从定性和定量的角度估算了应力对试件磁化的影响.在这种模型中,说明地磁场对力-磁效应的产生具有不可缺少的作用.

摘要： 一种制造磁致弹性扭矩传感器的方法，包括将磁致弹性材料镀覆至磁惰性基底上，并且通过在该换能器元件内形成应力各向异性而赋予其单轴的磁性各向异性。将磁致弹性材料镀覆至磁惰性基底上这就提供了不太昂贵的扭矩元件，并且该扭矩元件具有所需水平的精度和可靠性。

摘要： 本发明公开了一种植入励磁线圈并具磁记忆功能的磁流变弹性体及制备方法，所述磁流变弹性体中植入有励磁线圈，所述磁流变弹性体中均匀掺杂有粉末状永磁材料。本发明通过在磁流变弹性体中掺杂永磁材料，通过对励磁线圈施加脉冲电流后可具有不同的磁通密度，不需持续通入励磁电流来维持所需的磁通密度，大大降低了磁流变弹性体工作时所需的能耗。

摘要： 本发明涉及一种高柔性高弹性低模量磁流变弹性体的3D打印方法，包括：a)将磁性颗粒与低模量热塑性聚合物熔融共混，挤出成磁性丝线；b)利用液氮冷冻法将磁性丝线挤压粉碎或研磨得到磁性聚合物粉末；c)将制备的磁性聚合物粉末通过微型螺杆挤出机结合三维运动控制系统打印成型。利用熔融挤出和液氮研磨制备出具有模量可调的磁性聚合物粉末，该粉末在微型螺杆挤出机中可受热熔融并在螺杆推进和重力作用下通过挤出机末端的喷嘴，在三维运动控制系统下实现任意平面图案的沉积和空间结构的堆叠，解决了以往熔丝沉积打印机不能打印超低模量磁流变弹性体的问题，赋予高柔性、高弹性和低模量的磁流变弹性体结构大磁致变形特性。

摘要： 本发明提供一种磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备方法及弹性体，其中制备方法，包括在匀强磁场下预制磁流变弹性体切割母体，切割母体中的磁性粒子链的排列方向具备链间平行的特征；将预制的磁流变弹性体切割母体依据预设尺寸及方向切割为多条磁流变效应单体；将得到的多个磁流变效应单体沿圆周方向环绕摆放于定型模具中形成弹性组合体，多个磁流变效应单体中在长度方向上相邻的任意两个中前一个的尾端与后一个的首端拼接；加温加压弹性组合体成形后得到磁性粒子径向分布的磁流变弹性体。根据本发明的一种磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备方法，减少搭建特定磁场方向所耗费的时间与成本，降低了制备难度。

摘要： 本发明公开了一种基于压磁效应的高弹性压磁本体及高弹性测力传感器，该压磁本体包括至少两层平行布置的圧磁材料薄片，任意两层相邻的所述圧磁材料薄片之间通过强度大于所述圧磁材料薄片强度的加强构件连接以形成压磁体，所述加强构件由无磁材料制成；所述圧磁材料薄片上设置有至少两组水平孔位和至少两组竖直孔位，所述水平孔位与所述竖直孔位垂直。本发明的有益效果为：通过加强构件的设置，提高了压磁体承载应力，拓宽了本发明的适用范围，与整体由圧磁材料制成的压磁体相比，外形尺寸相同的情况下能够适用于大吨位检测环境，由于使用了圧磁材料薄片因此可提供高励磁频率，从而减小了本发明所述的传感器的响应时间、保证了测量精度。

摘要： 本发明公开了一种植入励磁线圈并具磁记忆功能的磁流变弹性体及制备方法，所述磁流变弹性体中植入有励磁线圈，所述磁流变弹性体中均匀掺杂有粉末状永磁材料。本发明通过在磁流变弹性体中掺杂永磁材料，通过对励磁线圈施加脉冲电流后可具有不同的磁通密度，不需持续通入励磁电流来维持所需的磁通密度，大大降低了磁流变弹性体工作时所需的能耗。

摘要： 本发明涉及一种高柔性高弹性低模量磁流变弹性体的3D打印方法，包括：a)将磁性颗粒与低模量热塑性聚合物熔融共混，挤出成磁性丝线；b)利用液氮冷冻法将磁性丝线挤压粉碎或研磨得到磁性聚合物粉末；c)将制备的磁性聚合物粉末通过微型螺杆挤出机结合三维运动控制系统打印成型。利用熔融挤出和液氮研磨制备出具有模量可调的磁性聚合物粉末，该粉末在微型螺杆挤出机中可受热熔融并在螺杆推进和重力作用下通过挤出机末端的喷嘴，在三维运动控制系统下实现任意平面图案的沉积和空间结构的堆叠，解决了以往熔丝沉积打印机不能打印超低模量磁流变弹性体的问题，赋予高柔性、高弹性和低模量的磁流变弹性体结构大磁致变形特性。

摘要： 本发明提供一种磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备方法及弹性体，其中制备方法，包括在匀强磁场下预制磁流变弹性体切割母体，切割母体中的磁性粒子链的排列方向具备链间平行的特征；将预制的磁流变弹性体切割母体依据预设尺寸及方向切割为多条磁流变效应单体；将得到的多个磁流变效应单体沿圆周方向环绕摆放于定型模具中形成弹性组合体，多个磁流变效应单体中在长度方向上相邻的任意两个中前一个的尾端与后一个的首端拼接；加温加压弹性组合体成形后得到磁性粒子径向分布的磁流变弹性体。根据本发明的一种磁性粒子径向分布的磁流变弹性体的制备方法，减少搭建特定磁场方向所耗费的时间与成本，降低了制备难度。

摘要： 本发明提供了一种基于磁流变弹性体的变刚度介电弹性体驱动器，包括最小能量结构的介电弹性体驱动器，磁流变弹性体薄膜以及柔性电极。所述磁流变弹性体薄膜，无外加磁场时，该膜刚度较小，一旦处于外部磁场作用下，刚度增大10倍以上，从而使得介电弹性体驱动器的刚度发生改变。所述介电弹性体驱动器为长条状多层最小能量结构，自上而下包括：亚克力框架、第一柔性电极层、电活性聚合物层、第二柔性电极层和磁流变弹性体薄膜。本发明结构简单，制作方便，重量轻，在磁场作用下能快速改变驱动器的刚度，从而具有很强的负载能力，可以用于工业机械手，卫星抓取或太空垃圾回收等领域。

摘要： 一种磁弹性非晶合金材料及其制备方法，它由Fe