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(山东科技大学 机械电子工程学院，山东 青岛 266590)

磁场作用下磁流变液剪切性能的实验分析

肖林京，王传萍，卫洁，朱绪力

(山东科技大学机械电子工程学院，山东青岛266590)

本文研究了磁流变液的力学性能，制备了羰基铁粉体积分数为20%的硅油基磁流变液，观察了磁流变液在磁场作用下的微观变化，测试了磁流变液的剪切性能。实验表明，无磁场作用下，磁流变液为牛顿流体；在磁场作用下，随着剪切速率的增加，剪切应力趋于稳定，表观粘度呈现指数式下降，磁流变液具有剪切稀化效应，符合广义Bingham模型。磁流变液剪切应力和外加电流的依赖关系为：在电流较小时，剪切应力表现为指数增长，指数值约为1.5；随着外加电流的增大，剪切应力表现为线性增长，最终达到稳定值。

磁流变液； 力学性能； 磁场； 本构模型

1 前 言

磁流变液是微米尺寸的磁极化颗粒分散于非磁性液体(矿物油、硅油等)中形成的悬浮液[1]，其基本特征是在不加磁场时表现牛顿流体特性；在外加磁场时，其微观结构和宏观力学行为会发生显著变化，表现出“类固体”特性，具有一定的抗剪屈服应力。磁流变液具有可控、快速、可逆的优点[2]，使其在振动控制、传动控制、液压控制、抛光、柔性夹具等机械领域显示出了强大的应用潜力[3]。

磁流变材料的制备、流变机理、力学行为一直是该领域的研究热点和重点[4-6]，Bossis等[2]对磁流变液的屈服应力进行了研究，发现屈服应力和磁场之间存在依赖关系；魏齐龙等[5]研究了磁场作用下磁流变液的流变行为；……