【摘 要】
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磁流变脂具有良好沉降稳定性,是理想的磁流变介质,在磁流变半主动/主动控制系统中具有广阔应用前景。磁流变器件(如阻尼器、制动器等)服役过程中会因耗能而出现温升效应,为典型热磁耦合工况,磁流变介质在该工况下的性能变化与器件服役性能紧密相关。此外,磁流变器件在服役过程中,各元件间存在相对运动,有摩擦磨损行为,特别是磁流变器件弹性密封件与被密封对象间的摩擦磨损会造成密封失效引起介质泄漏,这会对磁流变器件服
【基金项目】
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安徽省重点研究与开发计划项目“车辆磁流变半主动悬架系统可靠服役关键技术研发与应用”(编号:202104a05020002);
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磁流变脂具有良好沉降稳定性,是理想的磁流变介质,在磁流变半主动/主动控制系统中具有广阔应用前景。磁流变器件(如阻尼器、制动器等)服役过程中会因耗能而出现温升效应,为典型热磁耦合工况,磁流变介质在该工况下的性能变化与器件服役性能紧密相关。此外,磁流变器件在服役过程中,各元件间存在相对运动,有摩擦磨损行为,特别是磁流变器件弹性密封件与被密封对象间的摩擦磨损会造成密封失效引起介质泄漏,这会对磁流变器件服役可靠性产生直接影响。通过对磁流变介质的流变特性及摩擦学性能的研究,探明影响规律、揭示影响机理,实现性能精准调控并提高器件服役寿命。磁流变脂主要是由磁性颗粒和基载液润滑脂组成,磁场能使其物理状态发生变化,具有优良可控的流变性能。本研究以磁流变脂器件服役时承受剪切为典型工况,针对磁流变脂热磁耦合流变特性、剪切稳定性、流变特性预测进行系统探究,结合摩擦学试验对磁流变脂的摩擦学性能作进一步讨论,为磁流变脂器件可靠服役提供基础实验和理论支撑。主要研究内容如下:(1)润滑脂作为磁流变脂的基载液,特有的皂纤维结构和磁性颗粒在磁场作用下形成的磁链共同构成磁流变脂复合结构体系。以实验室制备的磁流变脂为研究对象,采用旋转流变仪探究了磁流变脂服役期间,热磁耦合工况对其流变特性的影响规律及机理。(2)热磁耦合工况下,磁流变脂在承受频繁剪切的过程中能否保持良好的剪切稳定性,是磁流变器件实现长效可靠服役需要考虑的重要问题。在不同温度和磁场强度下对磁流变脂进行流变学试验,研究热磁耦合参数对磁流变脂剪切稳定性的影响规律。(3)发热现象在磁流变器件的长期服役过程中不可避免,为探究持续热效应(热老化)对磁流变脂性能的影响,通过加速热老化试验考察磁流变脂流变特性随热老化行为的变化规律。根据对试验数据的拟合结果,提出一种改进的可靠人工神经网络预测模型。磁流变脂在经过热老化处理后,利用该模型预测其在热磁耦合工况下的流变特性,借此分析磁流变脂的长效服役可靠性。(4)基于数值模拟和试验测试,研究试样表面的磁场分布情况。利用多用途表面性能测量台,对磁流变脂进行滑动摩擦试验研究。通过改变载荷、温度、磁场强度等试验条件,得出滑动摩擦磨损的一般性规律,并结合磁流变脂热磁耦合流变特性试验结果进行分析讨论。
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