順丁橡膠基磁流變彈性體的力學(xué)性能研究.pdf

1、磁流變材料是一類可由外場控制其力學(xué)性能的智能材料，包括磁流變液、磁流變泡沫、磁流變膠和磁流變彈性體等。磁流變彈性體作為磁流變材料的一個新分支，有著廣泛的應(yīng)用前景。磁流變彈性體的力學(xué)性能研究為它在工程應(yīng)用中打下基礎(chǔ)。 本文主要是以順丁橡膠為基體研究磁流變彈性體的力學(xué)性能。首先，介紹磁流變彈性體的制備和力學(xué)性能表征系統(tǒng)。并利用動態(tài)力學(xué)分析儀研究了磁流變彈性體的預(yù)結(jié)構(gòu)化條件和硫化條件。 然后，研究測試條件、添加劑和不同基體對磁

2、流變彈性體阻尼性能影響。其中測試條件包括：低應(yīng)變下溫度掃描的動態(tài)拉伸測試，頻率掃描和磁場掃描的動態(tài)剪切測試，高應(yīng)變下準(zhǔn)靜態(tài)拉伸測試。添加劑包括：增塑劑、二氧化硅、炭黑、碳酸鈣等。并研究硅橡膠基磁流變彈性體的阻尼特性。研究結(jié)果表明，在玻璃化溫度轉(zhuǎn)變區(qū)，磁流變彈性體的最大損耗因子隨著基體中鐵顆粒含量的增加而降低；損耗因子隨著測試頻率的升高而急劇上升然后逐漸地降低：隨著測試應(yīng)變幅度的增加而穩(wěn)步地增加，后趨于平緩；隨著磁場強(qiáng)度的增加而減小：應(yīng)變

3、能保持率會隨著彈性體中顆粒含量的增加而降低，在相同鐵顆粒含量下各向同性磁流變彈性體的應(yīng)變能保持率要比預(yù)結(jié)構(gòu)化的要高；通過在磁流變彈性體中添加增塑劑和不同種類的添加劑來研究材料的阻尼性能和磁流變效應(yīng)，從而優(yōu)化設(shè)計磁流變彈性體。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)彈性體中添加100份增塑劑和20份添加劑顆粒時，磁流變彈性體的性能達(dá)到最佳。此時磁流變彈性體的磁流變效應(yīng)可達(dá)到最大值120％，損耗因子為0.23左右；通過溶劑法制備的硅橡膠基磁流變彈性體，它的阻尼隨著基體中

4、蒙脫土含量的增加而升高。 最后，研究了不同顆粒含量下預(yù)結(jié)構(gòu)化磁流變彈性體的疲勞特性，包括儲能模量、損耗模量和絕對磁流變效應(yīng)。結(jié)果表明顆粒含量為60％的磁流變彈性體，儲能模量和損耗模量與它加載的應(yīng)變幅度和疲勞次數(shù)無關(guān)，磁致模量保持不變；與此相反，當(dāng)磁流變彈性體中顆粒含量為80％時，它的儲能模量和損耗模量將強(qiáng)烈依賴于疲勞應(yīng)變幅度和疲勞次數(shù)。按疲勞時間可以把磁致模量的變化劃分為三個部分，磁致模量的變化與彈性體中顆粒網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演化有關(guān)，