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2024第五届全国功能高分子材料学术研讨会

作者：谭娟陈红梅四川师范大学化学与材料科学学院

剪切增稠凝胶（STG）是一种由动态"B-O"键构成的低交联度的硅凝胶,其力学性能可随剪切应力的变化及时做出可逆的"软-硬"响。STG在不受外力的作用下柔软可塑,一旦受到外力的剧烈冲击,材料会迅速变硬,形成一层坚硬的保护层,从而抵消冲击力... 详细信息

剪切增稠凝胶（STG）是一种由动态"B-O"键构成的低交联度的硅凝胶,其力学性能可随剪切应力的变化及时做出可逆的"软-硬"响。STG在不受外力的作用下柔软可塑,一旦受到外力的剧烈冲击,材料会迅速变硬,形成一层坚硬的保护层,从而抵消冲击力,起到防护作用。STG"轻折柔软、高冲硬化"的特点可以协调防护性和灵活性之间的平衡,为人体防护制品的设计提供新的思路。我们制备了一种含有"B-O"可逆动态键的剪切增强型凝胶,它是由聚乙烯醇、海藻酸钠与硼砂交联形成链间动态的二醇-硼砂络合物。该络合物像橡皮泥一样,可以任意塑性,具有良好的自愈性。通过加入乙二醇和羧基化多壁碳纳米管（MWCNT）,形成了丰富的"B-O"可逆动态键和氢键,进一步提高到了材料的力学性能以及抗冲击能力,同时MWCNT还赋予材料一定的导电性。因此我们合成了一种具有良好的可塑型性、自愈合性、抗冲击性、传感性能的剪切增强型凝胶,这类材料在抗冲击防护装备以及可穿戴传感防护方面具有潜在应用价值。

关键词：聚乙烯醇海藻酸钠剪切增强抗冲击传感

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磁流变纤维骨架阻尼增强型阻尼器研究

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液压与气动 2024年第6期48卷 15-23页

作者：于涛王英健王猛石岩高培鑫席军烟台大学机电汽车工程学院山东烟台264005 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

为了增强磁流变脂的剪切性能,提高阻尼器的阻尼力输出,研究棉纤维对磁流变脂剪切增强效果。制备了不同棉纤维质量分数的磁流变脂试样,在流变仪上对其进行测试。结果表明,复合纤维磁流变脂的最大剪切应力随着纤维质量分数的增加而增加。... 详细信息

为了增强磁流变脂的剪切性能,提高阻尼器的阻尼力输出,研究棉纤维对磁流变脂剪切增强效果。制备了不同棉纤维质量分数的磁流变脂试样,在流变仪上对其进行测试。结果表明,复合纤维磁流变脂的最大剪切应力随着纤维质量分数的增加而增加。基于复合材料设计制造了一款剪切式磁流变阻尼器,该阻尼器具有磁流变材料用量少、密封要求低等优点。磁流变阻尼器的阻尼特性实验表明,在1.6 A电流下,棉纤维质量分数为1.5%的磁流变脂的最大阻尼力可达99.5 N,与无棉纤维添加的磁流变脂相比,提升了23.8%,这表明使用复合纤维磁流变脂的阻尼器具有更好地阻尼力输出。

关键词：磁流变阻尼器复合纤维磁流变脂棉纤维剪切增强阻尼特性

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纤维增强型可变位阻旋转磁流变阻尼器座椅悬架减振特性研究

纤维增强型可变位阻旋转磁流变阻尼器座椅悬架减振特性研究

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作者：王英健烟台大学

学位级别：硕士

随着生活水平质量的提高,人们对车辆乘坐舒适性的要求日益增加。座椅作为乘客的直接接触载体,对乘坐舒适性起到了至关重要的作用。为了增强驾乘人员的舒适度,部分汽车座椅悬架系统已经采用了具有可调阻尼特性的直线式磁流变阻尼器,这种... 详细信息

随着生活水平质量的提高,人们对车辆乘坐舒适性的要求日益增加。座椅作为乘客的直接接触载体,对乘坐舒适性起到了至关重要的作用。为了增强驾乘人员的舒适度,部分汽车座椅悬架系统已经采用了具有可调阻尼特性的直线式磁流变阻尼器,这种阻尼器主要利用磁流变材料(如磁流变液、磁流变脂等)作为工作介质。相较于前者,旋转式磁流变阻尼器具有简单紧凑的构造、可调范围大的特性,受到了研究者的广泛关注。然而,由于其自身工作模式的限制以及磁流变工作介质力学性能的影响,旋转式磁流变阻尼器输出的阻尼力矩比较有限,难以满足一些对阻尼力矩要求较高的应用场景。另一方面,传统的磁流变汽车座椅悬架系统大多通过加装传感器、控制器等设备来调节阻尼器的阻尼力输出,从而起到良好的减振效果,这不仅增加了成本,并且由于座椅底部空间的限制,对传感器等装置的安装提出了更高的要求。因此,针对上述问题,本文从磁流变材料入手,通过提高磁流变材料的流变特性,增强阻尼器的阻尼力输出。利用所制备的磁流变纤维材料,设计加工了一款仅依靠自身结构就可以实现定电流下阻尼力矩随旋转位置改变而变化输出的可变位阻旋转磁流变阻尼器。通过阻尼器测试平台对所设计的旋转磁流变阻尼器进行阻尼示功测试,并对基于旋转磁流变阻尼器的汽车座椅系统进行振动试验测试。主要工作如下:(1)为了提高磁流变脂的流变性能,增强阻尼器阻尼力输出,本研究将离散纤维作为骨架结构来制备了新型磁流变材料—磁流变脂纤维复合材料,探究了纤维的长度、材质和质量分数对磁流变脂流变性能的影响。为了更准确地描述纤维对磁流变脂剪切性能的提升效果,提出一种含有纤维参数的新型H-B纤维模型。(2)提出了一种可变位阻的旋转磁流变阻尼器的设计方法,分析了阻尼器的结构集成方案。基于H-B纤维模型,推导了变阻尼间隙轮廓下旋转磁流变阻尼器的阻尼力矩模型。给出了变阻尼间隙轮廓曲线和磁流变阻尼器的结构尺寸参数。通过理论计算和仿真,分析了可变位阻旋转磁流变阻尼器的变阻尼输出特性。(3)加工制作了可变位阻旋转磁流变阻尼器的样机。并在正弦激励下对阻尼器的可变阻尼工作特性进行了测试,分析了不同电流、转角和频率下阻尼器的阻尼输出特性,基于所提出的阻尼器扭矩计算模型,对比分析了模型计算与实际测试的结果,通过多项式建模,给出了旋转阻尼器输出阻尼力矩与旋转角度、电流之间的非线性关系的函数表达式。(4)为了验证可变位阻旋转磁流变阻尼器的座椅悬架的可行性,基于所设计的旋转磁流变阻尼器为基础,通过电磁振动台搭建了座椅减振试验平台,分别测试了被动液压减振器与旋转式磁流变阻尼器的减振效果。对不同承载质量、电流下的旋转磁流变座椅悬架系统的减振性能进行测试分析。

关键词：磁流变纤维材料剪切增强 Herschel-Bulkley纤维模型变阻尼间隙轮廓旋转磁流变阻尼器汽车座椅悬架

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压缩-剪切复合应力下PMMA材料的静态力学特性研究

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实验力学 2014年第6期29卷 760-768页

作者：刘振国金涛树学峰太原理工大学应用力学与生物医学工程研究所山西太原030024

通过压缩具有一定倾斜角(0°,10°,15°,20°和25°)试件和双剪切模型试件,实现了单轴压缩、压缩-剪切复合应力以及纯剪切三种应力状态,得到PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)在相应应力状态下的应力-应变曲线,同时对不同应力状态下试件的破坏模... 详细信息

通过压缩具有一定倾斜角(0°,10°,15°,20°和25°)试件和双剪切模型试件,实现了单轴压缩、压缩-剪切复合应力以及纯剪切三种应力状态,得到PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)在相应应力状态下的应力-应变曲线,同时对不同应力状态下试件的破坏模式进行了分析。结果表明:在不同受力环境中材料的强度和破坏的机理不同;同单轴压缩状态下相比,材料在压缩-剪切复合应力状态下屈服极限、强度极限以及破坏应变均不同程度的增大,呈现明显的"剪切增强"现象。单轴压缩与压缩-剪切应力状态下试件的破坏模式均为在试件短对角面上出现明显的剪切屈服带,由应力分析得出试件剪应力在短对角面上达到最大,引起在此平面上分子链间滑动从而产生应变软化形成剪切屈服带;双剪切试件的破坏模式为与剪切面呈45°的斜面。

关键词： PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯) 倾斜角复合应力剪切增强剪切屈服带

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