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磁流變技術(shù)
磁流變技術(shù)是一種主動(dòng)減振控制的前沿技術(shù)，利用磁流變流體
在磁場(chǎng)作用下剪切屈服應(yīng)力發(fā)生變化的特點(diǎn)，從而達(dá)到主動(dòng)減
振控制的目的。
工作原理和模式
  • 磁流變效應(yīng)
    在未施加磁場(chǎng)時(shí)，所有磁性顆粒均勻分散在載體液中，磁流變流體的流變特性近似牛頓流體，此時(shí)懸浮液的黏度近似為常數(shù)。當(dāng)施以外加磁場(chǎng)時(shí)，顆粒被磁化而產(chǎn)生磁力，在磁場(chǎng)的作用下相互吸引，形成平行于外加磁場(chǎng)方向上的鏈狀或柱狀結(jié)構(gòu)。在去除外加磁場(chǎng)后，磁鏈結(jié)構(gòu)迅速崩塌而重新恢復(fù)至各向同性的牛頓流體狀態(tài)。這種固化的磁鏈結(jié)構(gòu)使磁場(chǎng)下的磁流變流體呈現(xiàn)出類似固體的力學(xué)特性，并突出表現(xiàn)為屈服行為。為使磁場(chǎng)下的磁流變流體發(fā)生流動(dòng)，微觀上需克服磁鏈結(jié)構(gòu)中顆粒間的吸引力（即剪斷或破壞磁鏈結(jié)構(gòu)），宏觀上表現(xiàn)為外加作用力需達(dá)到一個(gè)最小的剪切應(yīng)力值——剪切屈服應(yīng)力。
  • 技術(shù)特點(diǎn)
    ? 磁場(chǎng)下的流體特性類似Bingham材料（剪切應(yīng)力=粘度 x 剪切速率+屈服剪切應(yīng)力）τ = τ(H) + ηγ
    ? 屈服剪切應(yīng)力大小由磁場(chǎng)控制，粘度不受磁場(chǎng)影響
    ? 幾乎瞬間響應(yīng)（0.1~0.2ms），連續(xù)變量阻力調(diào)，控制范圍寬
    ? 機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)明顯磨損與沉淀
    ? 能耗低，工作溫度范圍廣
  • 常用工作模式
    1）在流動(dòng)模式（閥門(mén)式）下,磁流變液位于兩個(gè)相對(duì)靜止的極板之間,由于裝置中的壓力差而使磁流變液流動(dòng),該壓力差為由磁場(chǎng)引起的屈服應(yīng)力分量和與磁場(chǎng)無(wú)關(guān)的粘性分量之和。

    2）在剪切模式下,磁流變液位于兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的極板之間產(chǎn)生剪切阻力,該阻力為由磁場(chǎng)引起的屈服力分量與粘性分量之和。
應(yīng)用領(lǐng)域
  • 汽車減震（汽車電磁懸掛）
    電磁懸掛(Magnetic Ride Control)是利用磁流變流體的電磁反應(yīng)的新型獨(dú)立懸掛系統(tǒng)，可針對(duì)路面情況在1毫秒時(shí)間內(nèi)作出反應(yīng)，抑制振動(dòng)，保持車身穩(wěn)定，增加輪胎與地面的接觸，減少輪胎反彈，控制車輛的重心轉(zhuǎn)移和前傾后仰程度，還可在車輛急轉(zhuǎn)彎或做閃躲動(dòng)作時(shí)很好地控制車身?yè)u擺。

    底盤(pán)減震系統(tǒng)

    電動(dòng)車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

    發(fā)動(dòng)機(jī)減震

  • 建筑（海上平臺(tái)減震）
    海上平臺(tái)處于海洋環(huán)境極其復(fù)雜惡劣，不僅經(jīng)常承受風(fēng)、浪、流、海冰沖擊，還受到地震等作用的威脅，平臺(tái)柔度不斷加強(qiáng)。海洋平臺(tái)的振動(dòng)控制技術(shù)可以有效地解決這一問(wèn)題。應(yīng)用磁流變阻尼器進(jìn)行主動(dòng)或半主動(dòng)控制所需能量少，控制效果好，成為磁流變阻尼器非常有價(jià)值的應(yīng)用方向。

    橋梁阻尼器

    房屋抗震

    海上平臺(tái)減震

  • 航空軍工（飛機(jī)起落架）

    磁流變技術(shù)在飛機(jī)起落架中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在減震和限位系統(tǒng)方面，以提高飛機(jī)起落過(guò)程中的穩(wěn)定性、安全性和乘客舒適度。磁流變阻尼器可以根據(jù)實(shí)時(shí)的工況條件調(diào)節(jié)其阻尼特性。在飛機(jī)起落過(guò)程中，磁流變阻尼器可以根據(jù)起落架所受的力和振動(dòng)情況實(shí)時(shí)調(diào)整阻尼力，以提供更好的減震效果。這有助于降低起落架在地面著陸和起飛時(shí)的震動(dòng)和沖擊，增加乘客和貨物的安全性和舒適度。磁流變限位器可以在飛機(jī)起落架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中提供準(zhǔn)確的限位控制。通過(guò)改變磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁流變限位器可以實(shí)現(xiàn)快速而精確的伸縮控制，確保起落架在正確的位置停止。這有助于防止起落架超出設(shè)計(jì)范圍，保護(hù)機(jī)身和地面設(shè)施的完整性。

    直升機(jī)主軸減震

    垂直起降飛機(jī)起落架

    大飛機(jī)客艙平臺(tái)減震

  • 醫(yī)療（假肢）
    磁流變假肢通過(guò)利用磁流變材料的特性，能夠根據(jù)用戶的意愿和運(yùn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，模擬人體的自然運(yùn)動(dòng)。磁流變假肢的工作原理是通過(guò)將磁流變液體集成到假肢的關(guān)節(jié)和活動(dòng)部分。當(dāng)外加磁場(chǎng)作用于磁流變液體時(shí)，液體的粘度會(huì)發(fā)生可逆改變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)假肢的控制和調(diào)節(jié)。通過(guò)改變磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向，可以精確地控制關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍、速度和阻尼，使假肢能夠更好地適應(yīng)用戶的運(yùn)動(dòng)需求。


    假肢

    遠(yuǎn)程手術(shù)傳感器

    擔(dān)架

    輪椅