朱昊 吴泽凯 管聪达 冯嘉双 李文仁

摘要：电流变液是一种新型的智能材料，有着转变速度快，顺势可控等优点。但是传统电流变液同时有屈服应力上限低的缺点，这妨碍了电流变液在实际中的应用。后来发展出来的巨电流变液则很好的克服了这个缺点。本文基于巨电流变液，从理论上采用了双生球模型计算粒子相互作用，通过蒙特卡洛模拟相分离，并采用Ewald求和计算剪切應力。从实际上，采用硅油为制备电流变液的基液，给出了阻尼离合器的设计，并将所得的结果与理论计算进行对照。

关键词：电流变液；阻尼离合器；双生球模型；蒙特卡洛；Ewald求和

引言：

过去我们多采用偶极模型计算电流变液的相互作用，并以此为基础设计阻尼器。然而进入到巨电流变液时代，原本偶极模型不再适用，尽管新的模型，如多极矩模型、诱导极化模型，相继提出，然而在电场进一步增大时仍与实际有差异。本文中使用了更为细致的双生球模型，并以此为依据设计阻尼器，其实验结果较好的满足了我们的预期。

1 研究背景

1.1 双生球模型

颗粒间相互作用是电流变液剪切应力的主要来源[1]。单个粒子的场方程在介质中描述如下：

写成势场方程的形式：

根据门等人的理论，这个方程可以通过引入并求解满足稳定直流电场的电势，并利用实际电场和引入电势之间的关系，即：，求得真实电场分布。可以看到，在介质中，取球心为坐标原点，外场方向为极轴的情况下，势方程满足如下勒让德多项式：