旋转界面间磁流变液动力传递机理研究

液粘传动是目前国内外具有广泛应用前景的一种调速技术，它是基于牛顿内摩擦定律，利用摩擦片与对偶片间油膜的剪切作用传递动力。针对普通液粘传动采用一般的液力传动油作为传动介质存在的诸多不足，本项目采用磁流变液作为传动介质并开展研究工作。为揭示旋转界面间磁流变液的动力传递机理以及界面变形对其影响规律，本项目将以旋转圆盘间磁流变液为对象，研究磁性颗粒的群体行为特征、旋转界面间液膜的切向应力、液膜与界面的温度变化规律、以及液膜与变形界面相互耦合特性。同时由于磁流变液屈服应力的准确测试对其动力传递特性的研究有显著影响，本项目将根据一种新的测试原理研制屈服应力测试装置。项目研究成果可为磁流变液液粘传动装置的设计提供理论依据，提高我国液粘传动技术水平，实现高效节能。

磁流变液是一种新型智能材料，在磁场作用下具有显著的流变效应，磁流变传动装置是磁流变液的重要应用之一，具有优越的传动特性，存在广阔的应用前景。本项目揭示了磁流变液经典偶极子颗粒作用力计算模型的误差分布规律，提出了一种新型颗粒作用力计算模型—分裂偶极子模型，该模型具有经典偶极子模型计算形式简单、物理意义明确的优点，且计算精度较高，可用于磁流变液剪切屈服应力的理论评估；阐明了磁流变传动装置传动界面的变形形式，揭示了变形前后传动界面间磁流变液磁致屈服应力及液膜自身粘性传动能力的变化特点，得出了界面变形对磁流变传动装置传动能力的影响规律，为分析和控制界面变形提供了理论和实验依据；阐明了壁面滑移现象的产生机理，揭示了传动壁面材料类型、粗糙度、壁面形貌（沟槽形状、沟槽密度、沟槽深度、纹理类型）、外加磁场强度、颗粒体积分数等因素对磁流变液壁面滑移特性的影响规律，获得了较为合理的传动壁面，提出了有效抑制壁面滑移现象的途径；研制了双圆盘小功率和多盘大功率磁流变传动装置，并分析了其电磁场及温度场，搭建了磁流变传动试验台，开展了磁流变传动装置空载特性、静特性、动特性、调节特性、温升特性、滑差转速特性及工作间距特性研究；建立了磁流变传动系统的速度控制模型，得到了速度控制特性，提出了磁流变调速系统的模糊控制策略，设计出软件模糊控制器，并在所搭建的双盘式磁流变传动试验台上进行调速实验，证明了磁流变传动装置具有优良的传动性能及模糊控制策略的有效性。研究取得的成果对磁流变液及其传动技术的深入研究具有指导意义，为磁流变传动装置的设计和磁流变传动技术的应用推广提供技术支持。