磁流变液再分散性定量测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用于磁流变液再分散性定量测试方法中的装置，属于磁流变 液再分散性定量测试技术领域。
【背景技术】
[0002] 磁流变液（MRF)是一种智能材料，在外加磁场作用下，可以从牛顿（Newton)流体 迅速、可逆地转变为宾汉（Bingham)塑性固体，这一特性具有极大地工程应用价值，因而引 起了业内研宄学者们的广泛研宄，目前所做研宄主要围绕提高磁流变液的性能展开，包括 磁流变液的剪切屈服强度、零场粘度、沉降稳定性和再分散性等性能，但对这些性能的评价 指标却并不是很完善。
[0003] 在2013年由中国机械工业联合会提出有关MRF行业标准制定的草案中，对磁流变 液性能的评价指标进行了统一。草案对磁流变液的主要性能给出了量化评价指标，并统一 了对各性能进行量化评价的测试方法。但是对于磁流变液的再分散性（又称抗团聚性）却 没有制定出任何用于量化评价的测试方法，没有统一的测试标准，仅仅对磁流变液再分散 性进行定性评价的测试方法作了规定，规定为"将磁流变液装入密闭容器中，在室温环境静 置6个月后，用金属或玻璃搅拌棒慢慢搅动磁流变液，根据沉降层的松软程度或再分散的 难易程度判别其再分散性"。从该规定可以看出，搅拌磁流变液实际上是人工方式将磁流变 液由沉淀状态分散至均匀状态，因此人主观感觉沉降层的松软程度或再分散的难易程度无 法量化，只能定性分析，不准确，与磁流变液实际的再分散性存在很大的偏差。可见，目前业 界在磁流变液再分散性的定量评价方面存在着很大的缺失。
[0004] 由此，为了完善MRF行业标准，设计出一种定量测试技术方案来对磁流变液的再 分散性进行量化评价，是目前急需解决的问题。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种磁流变液再分散性定量测试装置，该装置可用于 磁流变液再分散性定量测试方法中，辅助磁流变液再分散性定量测试方法实现对磁流变液 再分散性的量化评价，以解决目前业界在磁流变液再分散性量化评价方面的缺失。
[0006] 为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
[0007] -种磁流变液再分散性定量测试装置，其特征在于：它包括电机，电机的输出轴上 安装有用于搅拌烧杯内磁流变液的搅拌桨以及以频率信号形式来采集电机转速和扭矩的 动态扭矩传感器，动态扭矩传感器经由F/V转换器与计算机连接。所述计算机内装有数据 采集卡。
[0008] 本实用新型的优点是：
[0009] 1)从无到有，本实用新型给出了对磁流变液的再分散性进行量化评价的具体测试 装置，使基于本实用新型完成的磁流变液再分散性定量测试方法可有效实现对磁流变液再 分散性的定量评价，以解决目前业界在磁流变液再分散性量化评价方面的缺失。
[0010] 2)本实用新型使磁流变液再分散性定量测试方法仅在磁流变液质量、烧杯横截面 半径测量方面需要人工参与，而其它方面均为计算机自动完成，测试过程自动化程度高，极 大减少了人工操作带来的误差，确保了所得再分散性定量评价结果的准确性。
[0011] 3)本实用新型帮助磁流变液再分散性定量测试方法排除了人主观感觉所造成的 误判，所得再分散性定量评价结果精度高，对完善磁流变液性能评价有着重要的意义，极大 推动了行业的发展。
[0012] 4)本实用新型定量测试装置结构简单，成本低，便于生产与维护。
【附图说明】
[0013] 图1是磁流变液再分散性定量测试方法的实施流程图。
[0014] 图2是本实用新型定量测试装置的组成示意图。
【具体实施方式】
[0015] 如图1所示，针对目前业界在磁流变液再分散性量化评价方面的缺失而提出的磁 流变液再分散性定量测试方法包括如下步骤：
[0016] 1)称量计算出装入烧杯30内的待测磁流变液的质量m ;
[0017] 2)使用电机22带动搅拌桨21对烧杯30内的磁流变液进行旋转搅拌；
[0018] 3)从搅拌起始零时刻起至搅拌结束时刻T为止，实时采集电机22的转速和扭矩， 其中，在搅拌结束时刻T，磁流变液的转速达到与电机22的转速相一致，即认为磁流变液转 速此时达到与电机22转速相同；
[0019] 4)基于步骤3)中在时间段T内采集的电机22转速和扭矩，计算出电机22在时间 段T内所做的功W以及搅拌结束时刻T时磁流变液的动能E k;
[0020] 5)基于公式（W-Ek) /m计算得到用于定量评价的磁流变液再分散性RcL
[0021] 在实际实施中，步骤1)可具体包括：
[0022] 1-1)称量烧杯30质量m。，在实际中可同时测量烧杯30的横截面半径r，设定烧杯 30为横截面为圆形的试验用容器；
[0023] 1-2)将磁流变液装入烧杯30,室温条件（一般20 °C定义为室温）下静置6个月后 称量烧杯30及其内磁流变液的总质量ma;
[0024] 1-3)通过公式m = ma-m。计算得到烧杯30内待测磁流变液的质量m。
[0025] 在步骤2)中，烧杯30内装入的磁流变液的体积优选占烧杯30容量的2/3左右。 在实际操作中，搅拌桨21伸入磁流变液中，位于磁流变液液面之下。优选地，在步骤2)中， 搅拌桨21位于磁流变液液面下方大约为磁流变液深度一半的位置处，搅拌桨21的轴线垂 直于磁流变液液面且轴心与烧杯30横截面圆心重合。
[0026] 在实施中，搅拌起始零时刻即为电机22开始运行时刻，搅拌结束时刻T即为电机 22结束运行时刻，而在搅拌结束时刻T时设定磁流变液的转速变为与电机22的转速相一 致。而在实际使用电机22时，结合电机22的特点可以看到，在旋转搅拌静置的磁流变液至 均匀分散状态这一过程中，电机22的转速变化较小，而扭矩变化较大（电机22的扭矩是逐 渐减小的），并且磁流变液在逐渐分散均匀的过程中，其粘滞阻力矩逐渐变小，扭矩逐渐变 小，扭矩变化率也逐渐变小。而且，当磁流变液的转速达到与电机22的转速相一致时，电机 22仅需保持相同转速（相同扭矩）运行即可。因而用电机22的扭矩变化率来判断磁流变 液的转速是否达到与电机22的转速相一致这一事实是合理的。因而在步骤3)中设定，当 电机22的扭矩变化率Λ M达到扭矩变化率阈值c (c为正实数）时，可认为磁流变液的转速 增加到与电机22的转速相同，即磁流变液的转速达到与电机22的转速相一致的程度，此时 磁流变液被认为已分散均匀。
[0027] 电机22的扭矩变化率ΔΜ经由下式1)求出：
【主权项】
1. 一种磁流变液再分散性定量测试装置，其特征在于：它包括电机，电机的输出轴上 安装有用于搅拌烧杯内磁流变液的搅拌桨以及以频率信号形式来采集电机转速和扭矩的 动态扭矩传感器，动态扭矩传感器经由F/V转换器与计算机连接。
2. 如权利要求1所述的磁流变液再分散性定量测试装置，其特征在于： 所述计算机内装有数据采集卡。
3. 如权利要求1所述的磁流变液再分散性定量测试装置，其特征在于： 所述磁流变液再分散性定量测试装置包括用于固定所述烧杯的支架。
【专利摘要】本实用新型公开了一种磁流变液再分散性定量测试装置。装置包括电机，电机的输出轴上安装有用于搅拌烧杯内磁流变液的搅拌桨以及以频率信号形式来采集电机转速和扭矩的动态扭矩传感器，动态扭矩传感器经由F/V转换器与计算机连接。本实用新型方法可辅助磁流变液再分散性定量测试方法实现对磁流变液再分散性的量化评价，以解决目前业界在磁流变液再分散性量化评价方面的缺失。
【IPC分类】G01N33-00
【公开号】CN204462124
【申请号】CN201520200639
【发明人】张进秋, 姚军, 刘峻岩, 彭志召, 张磊, 黄大山, 王兴野, 彭虎
【申请人】中国人民解放军装甲兵工程学院
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月3日