專利名稱：一種水平環(huán)槽式磁流變材料測試設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁流變材料的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種水平環(huán)槽式磁流變材料測試設(shè)備。
背景技術(shù)：
磁流變材料是一種新型智能材料，包括磁流變脂、磁流變彈塑體、磁流變液等，其中磁流變液的研究和應(yīng)用最為廣泛。磁流變液，是一種由微米級鐵磁性顆粒均勻分布于特定溶劑中所形成的懸浮混合物，當無外加磁場時，流變特性與普通牛頓流體類似，但在外加強磁場作用下時可產(chǎn)生磁流變效應(yīng)(Magnetorheological Effect MRE)，即表觀粘度可在毫秒級內(nèi)增加幾個數(shù)量級，呈現(xiàn)類固體的力學性質(zhì)，且剪切應(yīng)力與粘度隨磁場發(fā)生可逆變化。這是因為當磁流變液處于強磁場作用下時，其懸浮磁性顆粒被感應(yīng)為強磁性，在磁極之間形成“鏈”狀的橋，使其在瞬間由液體變?yōu)轲ば灶惞腆w。磁流變液由Rabinow于1948年發(fā)明以來，在機械、航空航天、石油、土木工程等眾多工程領(lǐng)域內(nèi)已有一定的理論研究和應(yīng)用實踐。隨著科技的生產(chǎn)實踐的發(fā)展，其應(yīng)用越來越廣，不斷地有新型配方的磁流變液出現(xiàn)。故怎樣對新產(chǎn)生的磁流變液的性能進行測試，就需要專門的測試設(shè)備?，F(xiàn)有技術(shù)中已存在一些用于檢測磁流變液性能的技術(shù)，比如我國發(fā)明專利號 ZL200810030896. 2所公布的一種磁流變拋光液流變性測試設(shè)備，它包括計算機、支架以及固定于支架上的扭矩測量裝置、磁場發(fā)生裝置、剪切機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)，扭矩測量裝置、磁場發(fā)生裝置和驅(qū)動機構(gòu)與計算機相連，裝設(shè)于磁場發(fā)生裝置中的剪切機構(gòu)包括剪切環(huán)和固定環(huán)，剪切環(huán)位于固定環(huán)的上方，剪切環(huán)和固定環(huán)上的外圓周處分別設(shè)有具有一定高度的剪切環(huán)邊沿和固定環(huán)邊沿，剪切環(huán)邊沿和固定環(huán)邊沿之間形成用來存儲磁流變拋光液的儲液凹槽，呈盤狀的剪切環(huán)中心處上方設(shè)有與驅(qū)動機構(gòu)相連的旋轉(zhuǎn)軸，固定環(huán)的中心處下方設(shè)有與扭矩測量裝置相連的連接軸。該發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉、控制方便、測試穩(wěn)定且精度高等優(yōu)點。又如我國發(fā)明專利申請?zhí)?1113648. 0所公布的一種磁流變液流變特性的測試系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)磁回路和盛放磁流變液的容腔及用于測量扭矩的應(yīng)變片和測量磁場強度的霍爾片。其容腔是由兩塊導(dǎo)磁材料構(gòu)成的上、下等徑圓盤、下圓盤周邊固連的由非導(dǎo)磁材料構(gòu)成的套環(huán)組合構(gòu)成的桶狀密封容器，上圓盤軸與步進電機主軸相接，下圓盤軸上連接有升降機構(gòu)。在桶狀容器近處設(shè)置有兩個或兩個以上、以上下圓盤軸心線對稱分布的勵磁線圈，霍爾片及應(yīng)變片分別設(shè)置在下圓盤盤面下方和下圓盤軸表面上。本裝置磁場分布均勻，R/h比值高，其扭矩測量部位設(shè)置在由非導(dǎo)磁材料構(gòu)成的靜止軸上，不會受到磁場力的影響及支承摩擦力矩的影響，提高了測量精度。這些現(xiàn)有的檢測裝置，可以檢測出磁流變液的部分特性，但是不能檢測出磁流變液更全面的性能，比如不能檢測出溫度對磁流變液性能的影響。故存在檢測功能有限的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種檢測效果更好， 檢測量程更大，精度更好，能夠更加全面地檢測出磁流變液性能的水平環(huán)槽式磁流變材料測試設(shè)備。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明中采用了如下的技術(shù)方案 一種水平環(huán)槽式磁流變材料測試設(shè)備，包括機架，所述機架上設(shè)置有
磁場發(fā)生裝置，所述磁場發(fā)生裝置包括上磁極和下磁極，所述上磁極包括豎向設(shè)置的電工純鐵制造的上襯套和位于上襯套外部的電磁線圈繞組，所述下磁極包括豎向設(shè)置的電工純鐵制造的下襯套和位于下襯套外部的電磁線圈繞組，所述下襯套上端具有向外側(cè)延展的臺階；所述上襯套和上襯套外部的電磁線圈繞組固定于上連接板上，上連接板連接于機架，所述下襯套和下襯套外部的電磁線圈繞組固定在下連接板上，下連接板固定于機架；
剪切機構(gòu)，所述剪切機構(gòu)包括同軸心設(shè)置的轉(zhuǎn)軸、弱磁性材料制得的剪切環(huán)和固定環(huán)； 所述轉(zhuǎn)軸靠軸承豎向設(shè)置在下襯套內(nèi)部，轉(zhuǎn)軸下方通過減速器連接電機；所述剪切環(huán)安裝固定在轉(zhuǎn)軸上端；所述固定環(huán)上表面具有一個裝配圓臺，裝配圓臺側(cè)壁設(shè)置有定位鍵；所述剪切環(huán)上表面同軸心設(shè)置有一個環(huán)形的用于盛放磁流變液的磁流變液槽，磁流變液槽位置與下襯套上端向外側(cè)延展出的臺階位置對應(yīng)，磁流變液槽底部嵌接有一個電工純鐵制得的下圓環(huán)片，磁流變液槽外壁高度高于內(nèi)壁，磁流變液槽內(nèi)環(huán)之內(nèi)同軸心設(shè)置有一個環(huán)形的溢出槽，溢出槽內(nèi)環(huán)之內(nèi)同軸心設(shè)置有一個環(huán)形的滾珠槽，滾珠槽內(nèi)安裝有滾珠；所述固定環(huán)下表面對應(yīng)所述磁流變液槽設(shè)置有一個環(huán)形的凸臺，該環(huán)形凸臺由一個電工純鐵材料的上圓環(huán)片嵌接在固定環(huán)上得到，上圓環(huán)片位置和上襯套下端位置對應(yīng)；所述剪切環(huán)和固定環(huán)貼合后，能夠在磁流變液槽內(nèi)形成一個外端封閉的磁流變液腔，在溢出槽內(nèi)形成一個與磁流變液腔連通的溢出腔，同時能夠使剪切環(huán)和固定環(huán)通過滾珠形成滾動摩擦配合；所述固定環(huán)上表面設(shè)置有與溢出腔連通的通孔；
剪應(yīng)力檢測機構(gòu)，包括一個設(shè)置在上襯套內(nèi)部的傳力筒，傳力筒內(nèi)壁下端設(shè)置有鍵槽， 所述固定環(huán)上表面的裝配圓臺可插接入傳力筒內(nèi)部并使得裝配圓臺上的定位鍵滑動地配合在傳力筒內(nèi)部的鍵槽內(nèi)，傳力筒上端固定在上連接板上，傳力筒外壁上設(shè)置有一個內(nèi)凹的臺階，該內(nèi)凹的臺階上設(shè)置有剪應(yīng)力傳感器；
加溫及溫度檢測機構(gòu)，包括位于固定環(huán)上表面的電加熱裝置和設(shè)置于固定環(huán)上表面通孔內(nèi)的溫度探頭；
升降機構(gòu)，包括豎向固定設(shè)置于磁場發(fā)生裝置四周的數(shù)根定位立桿和一個固定連接于上連接板上方的第三連接板，所述上連接板和第三連接板可滑動地套接在所述定位立桿上；升降機構(gòu)還包括一個豎向設(shè)置的螺旋桿，螺旋桿中部靠螺紋可轉(zhuǎn)動地配合在機架上，螺旋桿下端向下穿過第三連接板并設(shè)置有一個承托盤，承托盤與第三連接板之間設(shè)置有一圈滾珠并靠滾珠實現(xiàn)對第三連接板的支承和滾動摩擦配合，螺旋桿上端橫向設(shè)置有手柄；
控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括計算機控制中心和與計算機控制中心連接的所述電機、 電磁線圈繞組、剪應(yīng)力傳感器、電加熱裝置和溫度探頭。
本技術(shù)方案的測試設(shè)備，其使用時將待檢測的磁流變液(也可以是其他磁流變材料)放入剪切環(huán)的磁流變液槽內(nèi)，合上固定環(huán)，通過升降機構(gòu)控制上磁極下壓使固定環(huán)的裝配圓臺裝配入傳力筒內(nèi)，啟動電機帶動剪切環(huán)轉(zhuǎn)動，使得剪切環(huán)和固定環(huán)相對旋轉(zhuǎn)，然后開始檢測。檢測時，可以通過控制系統(tǒng)控制電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)剪應(yīng)變率，同時通過剪應(yīng)力傳感器檢測實際剪應(yīng)力大小；通過電加熱裝置調(diào)節(jié)溫度，同時通過溫度探頭檢測磁流變液實際溫度；通過控制電磁線圈繞組電流大小控制磁場強度；這樣可以檢測和計算出磁流變液的剪應(yīng)力與溫度、剪應(yīng)變率、磁場強度三者之間的線性關(guān)系，得到待檢測磁流變液的特性。其中， 由于電磁線圈繞組產(chǎn)生磁場與電磁線圈繞組電流之間有嚴格的對應(yīng)關(guān)系，電機電流和剪切環(huán)轉(zhuǎn)速之間也存在嚴格的對應(yīng)關(guān)系，故可以先檢測出該對應(yīng)關(guān)系并通過程序預(yù)設(shè)在控制系統(tǒng)的計算機控制中心內(nèi)，測試設(shè)備工作時直接通過控制電磁線圈繞組電流來調(diào)節(jié)電磁線圈繞組磁場大小，通過控制電機電流來控制剪切環(huán)轉(zhuǎn)速，無需單獨再設(shè)置磁場檢測機構(gòu)和轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)，而溫度的變化容易受外界的影響，故需要設(shè)置溫度探頭檢測磁流變液實際溫度，使得最終測量結(jié)果的精確度可以得到保證。 本技術(shù)方案中，機架可以設(shè)置為框架式結(jié)構(gòu)，用于支撐其余構(gòu)件。磁場發(fā)生裝置中所述電工純鐵制造的上襯套和下襯套可以將電磁線圈產(chǎn)生的磁場集中引到中部，增加位于上磁極和下磁極中部位置的剪切環(huán)和固定環(huán)所在位置的磁通量，特別是下襯套上端具有一個向外延展的臺階，該臺階延展至與剪切環(huán)和固定環(huán)合攏后得到的磁流變液腔位置對應(yīng)處，同時上襯套下端位置也是和磁流變液腔位置對應(yīng)，故可以進一步使得磁流變液腔處的磁通量達到最大，這樣可以使用較少的線圈和減小的線圈電流產(chǎn)生較大的試驗所需磁通量，間接地降低了裝置實施成本。磁場發(fā)生裝置中，所述下連接板是直接固定在機架上，上連接板則通過升降機構(gòu)的配合可以相對機架活動。所述剪切機構(gòu)中，電機通過減速器連接并帶動剪切環(huán)轉(zhuǎn)動，提供剪切動力并可通過控制電機對剪應(yīng)變率進行調(diào)整。其中所述剪切環(huán)是指測試時由該剪切環(huán)旋轉(zhuǎn)并提供剪切力，但實際剪切環(huán)是固定裝配在下磁極上的，所述固定環(huán)是指測試時該固定環(huán)是固定不動，但實際該固定環(huán)只是被限位而并沒有被固定； 剪切環(huán)和固定環(huán)采用弱磁性材料制得，優(yōu)選采用黃銅，但也可以采用其他弱磁性材料。所述剪切機構(gòu)中設(shè)置的電工純鐵制得的下圓環(huán)片和上圓環(huán)片也可以達到進一步增加磁流變液腔位置磁通量的作用，具體實施時可以采用壓床強行擠壓使其嵌接進去。設(shè)置的溢出槽形成的溢出腔，可以起到以下作用，一是減少固定環(huán)和剪切環(huán)之間的摩擦平面，使得固定環(huán)和剪切環(huán)之間的轉(zhuǎn)動摩擦剪切力盡量集中在磁流變液上，使得檢測結(jié)果準確；二是由于本測試設(shè)備中設(shè)置有電加熱裝置，測試溫度對磁流變液影響時，磁流變液受熱后可能產(chǎn)生膨脹， 這樣膨脹溢出的磁流變液可以進入到溢出腔內(nèi)，避免對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響。第三是溢出腔對應(yīng)的固定環(huán)上表面設(shè)置有連通溢出腔的通孔，這樣設(shè)置在固定環(huán)上表面的電加熱裝置的熱量更容易通過通孔傳遞到溢出腔內(nèi)的磁流變液中，由于溢出腔與磁流變液腔連通設(shè)置， 故兩處的磁流變液溫度基本一致，可以通過在通孔中設(shè)置的溫度探頭檢測到磁流變液的溫度，方便了溫度檢測同時使得溫度檢測結(jié)果更準確。同時由于在測試時剪切環(huán)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，故磁流變液會受一定離心力作用，不會從溢出腔的通孔內(nèi)溢出。磁流變液槽外壁高度高于內(nèi)壁，可以加強對磁流變液的阻擋封閉效果，避免磁流變液在離心力作用下從磁流變液腔外側(cè)的縫隙中跑出。設(shè)置的滾珠槽和滾珠也可以進一步減小摩擦，使得剪切環(huán)和固定環(huán)之間的旋轉(zhuǎn)剪切摩擦主要集中在磁流變液處，提高檢測準確性。所述剪應(yīng)力檢測機構(gòu)中，通過傳力筒進行剪切力的傳遞，傳力筒上端固定在上連接板上，下端通過鍵槽與固定環(huán)裝配圓臺的定位鍵滑動配合并傳遞力矩，傳力筒外壁內(nèi)凹的臺階上設(shè)置剪應(yīng)力傳感器對剪應(yīng)力進行檢測。所述剪應(yīng)力傳感器可以采用半橋貼片的方式或者采用現(xiàn)有技術(shù)中其他形式的剪應(yīng)力傳感器，由于屬于現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)容，故不在此詳述。所述加溫及溫度檢測機構(gòu)中，電加熱裝置具體可以采用環(huán)繞而成的電阻絲加熱的結(jié)構(gòu)，其中電加熱裝置和溫度探頭均屬于現(xiàn)有成熟技術(shù)內(nèi)容，本發(fā)明對于現(xiàn)有技術(shù)作出貢獻的地方在于將電加熱裝置和溫度探頭用于此位置，使得本測試設(shè)備能夠檢測出溫度對磁流變液性能的影響，而不在于電加熱裝置和溫度探頭自身的結(jié)構(gòu)，故不在此詳述。所述升降機構(gòu)的設(shè)置，可以對上磁極進行升降，方便固定環(huán)的安裝和拆卸，方便磁流變液的更換，同時，由于固定環(huán)與上磁極內(nèi)的傳力筒之間為鍵和鍵槽的滑動配合，所以測試時，還可以在一定高度(一定高度指鍵和鍵槽配合段的長度范圍內(nèi))上對上磁極位置進行調(diào)整，檢測磁流變液在不同磁場位置時的性能變化。升降機構(gòu)工作時，旋轉(zhuǎn)手柄帶動螺旋桿向上運動，即可通過承托盤帶動第三連接板進而帶動上連接板和上磁極向上運動，當旋轉(zhuǎn)手柄帶動螺旋桿向下運動時，上連接板和上磁極可在自重作用下向下運動。定位立桿用于導(dǎo)向，保證上磁極和下磁極對準。本升降機構(gòu)自身還具有結(jié)構(gòu)簡單，操作省力，純機械式結(jié)構(gòu)而價格便宜等優(yōu)點。所述控制系統(tǒng)中，所述計算機控制中心是一個集成化的上位概念，計算機控制中心集成有控制測試所需的溫度控制功能、數(shù)顯調(diào)節(jié)功能、電機變頻功能、磁場及磁場變化梯度控制功能、聯(lián)軸器轉(zhuǎn)速控制功能，等等，這些均屬于電氣控制領(lǐng)域的公知常識性內(nèi)容，不屬于本申請對現(xiàn)有技術(shù)作出貢獻的地方，故不在此詳述。作為本發(fā)明進一步優(yōu)化，所述的升降機構(gòu)的定位立桿上端為尖端向上的錐體段， 定位立桿下端為圓柱段。這樣優(yōu)化后，當上連接板和第三連接板在定位立桿上端滑動時，具有一定的左右偏移量，可以使得滑動更加方便快捷，當上連接板和第三連接板順定位立桿滑至下端使得固定環(huán)的裝配圓臺快要配合入傳力筒內(nèi)后，上連接板和第三連接板的左右偏移量減小，使得定位準確，方便固定環(huán)的裝配圓臺上的鍵與傳力筒內(nèi)壁鍵槽之間的準確配
I=I O作為又一優(yōu)化，所述每個電磁線圈繞組包括采用一根漆包線依次相鄰并列地繞接得到的多層線圈，每層線圈之間采用絕緣紙隔開，電磁線圈繞組外部包裹有絕緣紙。這樣優(yōu)化后每層線圈之間采用絕緣紙隔開，可以避免當一層線圈中某個線圈破損后不致于影響到其余層次的線圈，線圈繞組外部包裹絕緣紙可以避免磁場擴散，使得磁場更加集中。綜上所述，本發(fā)明的水平環(huán)槽式磁流變材料測試設(shè)備，具有以下優(yōu)點1、本裝置中，增設(shè)了加溫及溫度檢測機構(gòu)，故相比于現(xiàn)有的測試設(shè)備，可以測試出溫度對磁流變液性能的影響，由于影響磁流變液的三個因素(溫度、磁場強度和剪應(yīng)變)及三類因素的變化梯度均可以進行控制，故能更加全面地檢測出的磁流變液的性能參數(shù)。2、本裝置的剪切機構(gòu)， 最大程度地使得固定環(huán)和剪切環(huán)之間的剪應(yīng)力集中在磁流變液處，保證了檢測結(jié)果的準確，使得檢測效果更好。3、本裝置具有很好的互換性，并非一次使用，重要部件及結(jié)構(gòu)失效可以隨時隨地更換，并非破壞性安裝。4、實現(xiàn)了“學研產(chǎn)”一體化。5、本發(fā)明為一個整體設(shè)備的發(fā)明，而非零部件的堆積。達到整體性，美觀，人性化。6、檢測量程大，各個量程均有突破①磁場發(fā)生器可以不間斷調(diào)控磁感應(yīng)強度的變化率；②剪應(yīng)變率0- IOOOs"1 .
③溫控范圍室溫 150°C，可以不間斷調(diào)控磁感應(yīng)強度的變化率；
④剪應(yīng)力最大量程160KPa。7、本發(fā)明的升降系統(tǒng)，不僅大大降低了人力，而且最大限度的減少了設(shè)備的毀壞程度，最主要的是實現(xiàn)了磁極間距離的無縫調(diào)節(jié)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明中單獨上磁極處的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明中單獨下磁極處的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明中單獨固定環(huán)和剪切環(huán)配合好后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作進一步的詳細說明。具體實施時，本發(fā)明結(jié)構(gòu)如圖1至圖4所示，一種水平環(huán)槽式磁流變材料測試設(shè)備，包括機架1，所述機架1上設(shè)置有
磁場發(fā)生裝置，所述磁場發(fā)生裝置包括上磁極和下磁極，所述上磁極包括豎向設(shè)置的電工純鐵制造的上襯套2和位于上襯套外部的電磁線圈繞組3，所述下磁極包括豎向設(shè)置的電工純鐵制造的下襯套4和位于下襯套外部的電磁線圈繞組5，所述下襯套4上端具有向外側(cè)延展的臺階；所述上襯套2和上襯套外部的電磁線圈繞組3固定于上連接板6上，上連接板6連接于機架1，所述下襯套4和下襯套外部的電磁線圈繞組5固定在下連接板7上， 下連接板7固定于機架1 ；實施時，所述每個電磁線圈繞組包括采用一根漆包線依次相鄰并列地繞接得到的多層線圈，每層線圈之間采用絕緣紙隔開，電磁線圈繞組外部包裹有絕緣紙；
剪切機構(gòu)，所述剪切機構(gòu)包括同軸心設(shè)置的轉(zhuǎn)軸8、弱磁性材料制得的剪切環(huán)9和固定環(huán)10 ；所述轉(zhuǎn)軸8靠軸承11豎向設(shè)置在下襯套4內(nèi)部，轉(zhuǎn)軸8下方通過減速器12連接電機13 ；所述剪切環(huán)9安裝固定在轉(zhuǎn)軸8上端；所述固定環(huán)10上表面具有一個裝配圓臺14， 裝配圓臺14側(cè)壁設(shè)置有定位鍵15 ；所述剪切環(huán)9上表面同軸心設(shè)置有一個環(huán)形的用于盛放磁流變液的磁流變液槽16，磁流變液槽16位置與下襯套2上端向外側(cè)延展出的臺階位置對應(yīng)，磁流變液槽16底部嵌接有一個電工純鐵制得的下圓環(huán)片17，磁流變液槽16外壁高度高于內(nèi)壁，磁流變液槽16內(nèi)環(huán)之內(nèi)同軸心設(shè)置有一個環(huán)形的溢出槽18，溢出槽內(nèi)環(huán)之內(nèi)同軸心設(shè)置有一個環(huán)形的滾珠槽，滾珠槽內(nèi)安裝有滾珠19 ；所述固定環(huán)10下表面對應(yīng)所述磁流變液槽16設(shè)置有一個環(huán)形的凸臺，該環(huán)形凸臺由一個電工純鐵材料的上圓環(huán)片20嵌接在固定環(huán)10上得到，上圓環(huán)片20位置和上襯套2下端位置對應(yīng)；所述剪切環(huán)9和固定環(huán)10 貼合后，能夠在磁流變液槽16內(nèi)形成一個外端封閉的磁流變液腔，在溢出槽18內(nèi)形成一個與磁流變液腔連通的溢出腔，同時能夠使剪切環(huán)9和固定環(huán)10通過滾珠19形成滾動摩擦配合(具體實施時剪切環(huán)和固定環(huán)其余貼合面留0. 5mm左右的間隙);所述固定環(huán)10上表面設(shè)置有與溢出腔連通的通孔22 ；
剪應(yīng)力檢測機構(gòu)，包括一個設(shè)置在上襯套2內(nèi)部的傳力筒23，傳力筒23內(nèi)壁下端設(shè)置有鍵槽對，所述固定環(huán)10上表面的裝配圓臺14可插接入傳力筒23內(nèi)部并使得裝配圓臺14 上的定位鍵15滑動地配合在傳力筒23內(nèi)部的鍵槽M內(nèi)，傳力筒23上端固定在上連接板 6上，傳力筒23外壁上設(shè)置有一個內(nèi)凹的臺階，該內(nèi)凹的臺階上設(shè)置有剪應(yīng)力傳感器25 ；
加溫及溫度檢測機構(gòu)，包括位于固定環(huán)10上表面的電加熱裝置沈和設(shè)置于固定環(huán)10 上表面通孔22內(nèi)的溫度探頭27 ；
升降機構(gòu)，包括豎向固定設(shè)置于磁場發(fā)生裝置四周的數(shù)根定位立桿觀和一個固定連接于上連接板6上方的第三連接板34，所述上連接板6和第三連接板34可滑動地套接在所述定位立桿觀上；升降機構(gòu)還包括一個豎向設(shè)置的螺旋桿四，螺旋桿四中部靠螺紋可轉(zhuǎn)動地配合在機架1上，螺旋桿四下端向下穿過第三連接板34并設(shè)置有一個承托盤30，承托盤30與第三連接板34之間設(shè)置有一圈滾珠31并靠滾珠31實現(xiàn)對第三連接板34的支承和滾動摩擦配合，螺旋桿四上端橫向設(shè)置有手柄32 ；所述的升降機構(gòu)的定位立桿觀上端為尖端向上的錐體段，定位立桿觀下端為圓柱段；
控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括計算機控制中心33和與計算機控制中心33連接的所述電機13、電磁線圈繞組、剪應(yīng)力傳感器25、電加熱裝置沈和溫度探頭27。
本發(fā)明的測試設(shè)備不僅僅適用于磁流變液材料的性能測試，也可以適用于其他如磁流變脂和磁流變彈塑體的性能測試。
權(quán)利要求
1.一種水平環(huán)槽式磁流變材料測試設(shè)備，包括機架，所述機架上設(shè)置有磁場發(fā)生裝置，所述磁場發(fā)生裝置包括上磁極和下磁極，所述上磁極包括豎向設(shè)置的電工純鐵制造的上襯套和位于上襯套外部的電磁線圈繞組，所述下磁極包括豎向設(shè)置的電工純鐵制造的下襯套和位于下襯套外部的電磁線圈繞組，所述下襯套上端具有向外側(cè)延展的臺階；所述上襯套和上襯套外部的電磁線圈繞組固定于上連接板上，上連接板連接于機架，所述下襯套和下襯套外部的電磁線圈繞組固定在下連接板上，下連接板固定于機架；剪切機構(gòu)，所述剪切機構(gòu)包括同軸心設(shè)置的轉(zhuǎn)軸、弱磁性材料制得的剪切環(huán)和固定環(huán)； 所述轉(zhuǎn)軸靠軸承豎向設(shè)置在下襯套內(nèi)部，轉(zhuǎn)軸下方通過減速器連接電機；所述剪切環(huán)安裝固定在轉(zhuǎn)軸上端；所述固定環(huán)上表面具有一個裝配圓臺，裝配圓臺側(cè)壁設(shè)置有定位鍵；所述剪切環(huán)上表面同軸心設(shè)置有一個環(huán)形的用于盛放磁流變液的磁流變液槽，磁流變液槽位置與下襯套上端向外側(cè)延展出的臺階位置對應(yīng)，磁流變液槽底部嵌接有一個電工純鐵制得的下圓環(huán)片，磁流變液槽外壁高度高于內(nèi)壁，磁流變液槽內(nèi)環(huán)之內(nèi)同軸心設(shè)置有一個環(huán)形的溢出槽，溢出槽內(nèi)環(huán)之內(nèi)同軸心設(shè)置有一個環(huán)形的滾珠槽，滾珠槽內(nèi)安裝有滾珠；所述固定環(huán)下表面對應(yīng)所述磁流變液槽設(shè)置有一個環(huán)形的凸臺，該環(huán)形凸臺由一個電工純鐵材料的上圓環(huán)片嵌接在固定環(huán)上得到，上圓環(huán)片位置和上襯套下端位置對應(yīng)；所述剪切環(huán)和固定環(huán)貼合后，能夠在磁流變液槽內(nèi)形成一個外端封閉的磁流變液腔，在溢出槽內(nèi)形成一個與磁流變液腔連通的溢出腔，同時能夠使剪切環(huán)和固定環(huán)通過滾珠形成滾動摩擦配合；所述固定環(huán)上表面設(shè)置有與溢出腔連通的通孔；剪應(yīng)力檢測機構(gòu)，包括一個設(shè)置在上襯套內(nèi)部的傳力筒，傳力筒內(nèi)壁下端設(shè)置有鍵槽， 所述固定環(huán)上表面的裝配圓臺可插接入傳力筒內(nèi)部并使得裝配圓臺上的定位鍵滑動地配合在傳力筒內(nèi)部的鍵槽內(nèi)，傳力筒上端固定在上連接板上，傳力筒外壁上設(shè)置有一個內(nèi)凹的臺階，該內(nèi)凹的臺階上設(shè)置有剪應(yīng)力傳感器；加溫及溫度檢測機構(gòu)，包括位于固定環(huán)上表面的電加熱裝置和設(shè)置于固定環(huán)上表面通孔內(nèi)的溫度探頭；升降機構(gòu)，包括豎向固定設(shè)置于磁場發(fā)生裝置四周的數(shù)根定位立桿和一個固定連接于上連接板上方的第三連接板，所述上連接板和第三連接板可滑動地套接在所述定位立桿上；升降機構(gòu)還包括一個豎向設(shè)置的螺旋桿，螺旋桿中部靠螺紋可轉(zhuǎn)動地配合在機架上，螺旋桿下端向下穿過第三連接板并設(shè)置有一個承托盤，承托盤與第三連接板之間設(shè)置有一圈滾珠并靠滾珠實現(xiàn)對第三連接板的支承和滾動摩擦配合，螺旋桿上端橫向設(shè)置有手柄；控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括計算機控制中心和與計算機控制中心連接的所述電機、 電磁線圈繞組、剪應(yīng)力傳感器、電加熱裝置和溫度探頭。
2.如權(quán)利要求1所述的水平環(huán)槽式磁流變材料測試設(shè)備，其特征在于，所述的升降機構(gòu)的定位立桿上端為尖端向上的錐體段，定位立桿下端為圓柱段。
3.如權(quán)利要求1或2所述的水平環(huán)槽式磁流變材料測試設(shè)備，其特征在于，所述每個電磁線圈繞組包括采用一根漆包線依次相鄰并列地繞接得到的多層線圈，每層線圈之間采用絕緣紙隔開，電磁線圈繞組外部包裹有絕緣紙。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水平環(huán)槽式磁流變材料測試設(shè)備，包括機架，所述機架上設(shè)置有磁場發(fā)生裝置、剪切機構(gòu)、剪應(yīng)力檢測機構(gòu)、加溫及溫度檢測機構(gòu)、升降機構(gòu)和控制系統(tǒng)。本發(fā)明的水平環(huán)槽式磁流變材料測試設(shè)備，增設(shè)了加溫及溫度檢測機構(gòu)，故相比于現(xiàn)有的測試設(shè)備，可以測試出溫度對磁流變液性能的影響，由于影響磁流變液的三個因素(溫度、磁場強度和剪應(yīng)變率)及三類因素的變化梯度均可以進行控制，故能更加全面地檢測出的磁流變液的性能參數(shù)。同時本裝置的剪切機構(gòu)，最大程度地使得固定環(huán)和剪切環(huán)之間的剪應(yīng)力集中在磁流變液處，保證了檢測結(jié)果的準確，使得檢測效果更好。
文檔編號G01N11/14GK102175576SQ20111002979
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者孫虎, 彭向和, 易成建 申請人:重慶大學