【摘 要】
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磁流变液是一种新型的智能材料,它是由微米级的磁性颗粒分布于非磁性液体中形成的悬浮液。基于磁流变液独特的磁流变效应研制的磁流变阻尼器,目前已广泛应用于运载车辆、航空航天器、桥梁设计等工程领域。由于磁流变液中含有大量磁性颗粒,随着活塞杆的往复运动不可避免的会将磁性颗粒带入密封区域,造成密封元件的磨损失效。密封失效泄漏一直是困扰磁流变阻尼器生产和使用的一个棘手问题。在磁流变阻尼器的应用中,常选用丁腈橡胶
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磁流变液是一种新型的智能材料,它是由微米级的磁性颗粒分布于非磁性液体中形成的悬浮液。基于磁流变液独特的磁流变效应研制的磁流变阻尼器,目前已广泛应用于运载车辆、航空航天器、桥梁设计等工程领域。由于磁流变液中含有大量磁性颗粒,随着活塞杆的往复运动不可避免的会将磁性颗粒带入密封区域,造成密封元件的磨损失效。密封失效泄漏一直是困扰磁流变阻尼器生产和使用的一个棘手问题。在磁流变阻尼器的应用中,常选用丁腈橡胶O形圈作为往复密封元件。因此,本文基于流体润滑理论对磁流变液作用下丁腈橡胶O形圈的摩擦磨损特性进行理论研究与实验研究,主要研究内容如下:（1）简要阐述磁流变液摩擦学研究现状以及基于往复密封理论建立数学模型的研究进展,同时对O形圈的密封机理与磨损失效研究进行分析总结。（2）考虑O形圈在磁性颗粒作用下产生的弹性、弹塑性以及塑性变形三种状态,建立多个颗粒作用下颗粒-表面承载模型;考虑微凸体的承载作用,建立微凸体的承载模型,并分别计算出颗粒与微凸体产生的摩擦力。（3）基于流体动力润滑理论和变形力学,耦合颗粒和微凸体承载,建立磁流变液作用下羰基铁颗粒影响的O形圈-活塞杆摩擦副润滑的数学模型,并利用MATLAB软件进行数值计算,分析了含有不同羰基铁颗粒粒径和不同颗粒质量分数的磁流变液对O形圈摩擦特性的影响。（4）对磁流变阻尼器进行结构设计,并搭建了以伺服电动缸为驱动的磁流变阻尼器密封元件摩擦磨损试验台,并对试验台运动控制系统的设计以及数据采集系统的设计进行了深入研究。（5）配置含有不同质量分数、不同粒径羰基铁粉的磁流变液,然后基于所搭建的磁流变阻尼器密封元件摩擦磨损试验台对所建立的数学模型进行实验验证,并利用超景深显微镜对磁流变液作用下O形圈的磨损表面形貌进行检测与分析,进一步探究磁流变液作用下O形圈的摩擦磨损机理。
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