初始表面粗糙度对磁流变液摩擦磨损特性影响试验研究

作     者：刘张振 

作者单位：东北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：宋万里

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：磁流变液 摩擦学特性 初始表面粗糙度 磁流变发生装置 磁场仿真分析 

摘      要：磁流变液是一种典型的智能材料,它是由微米级磁性极化粒子、载液和稳定剂组成的可控悬浮液。在外加磁场作用下磁性固体微粒被极化从而沿磁场方向形成相互连接的链状结构,这种磁性颗粒链的形成产生了明显的磁流变效应。随着磁场强度的变化,磁流变液在液态和固态之间能够瞬时转换,这个转换的过程具有可逆性和可控性,为磁流变液在航空航天、汽车工程和设备制造业等领域的应用提供了发展空间。磁流变液的工作原理是利用在外加磁场作用下表面剪切力瞬时变化而达到控制效果,因此,磁流变液的摩擦学特性对磁流变液的控制性能的影响至关重要。此外,磁流变阻尼器等相关产品的结构设计中多采用密封元件对磁流变液进行密封,而密封元件在工作过程中容易被磨损。基于磁流变液相关应用所存在的一系列问题,将重点研究摩擦副的初始表面粗糙度对磁流变液的摩擦磨损特性的影响规律,分析摩擦表面的摩擦磨损行为及机理。本文研究内容如下:首先,结合实验室的现有设备,设计一款磁流变发生装置,在摩擦试验过程中产生较大磁场,使磁流变液更好地发挥出其性能。其次,通过ANSYS软件对所设计的磁流变发生装置进行磁场仿真分析,确保其所产生的磁场满足试验要求。通过高斯计试验测量磁流变发生装置在不同电流下产生的磁感应强度大小,验证仿真结果的正确性。再次,进行摩擦磨损试验并分析试验数据,研究在外加磁场下初始表面粗糙度对磁流变液的摩擦磨损特性的影响规律。最后,通过扫描电子显微镜观察磨损之后试样的表面形态,进一步分析摩擦表面的摩擦磨损机理及磨损机制。