磁流变液再分散性定量测试方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种磁流变液再分散性定量测试方法及在该方法中所用到的装置，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。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种磁流变液再分散性定量测试方法及装置，该定量测试 方法和装置可实现对磁流变液再分散性的量化评价，解决了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，本发明采用了以下技术方案：
[0007] 一种磁流变液再分散性定量测试方法，其特征在于，它包括如下步骤：
[0008] 1)称量计算出装入烧杯内的待测磁流变液的质量m;
[0009] 2)使用电机带动搅拌桨对烧杯内的磁流变液进行旋转搅拌；
[0010] 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的转速相一致；
[0011] 4)基于步骤3)中在时间段T内采集的电机转速和扭矩，计算出电机在时间段T内 所做的功W以及搅拌结束时刻T时磁流变液的动能Ek;
[0012] 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Rd。
[0013] 所述步骤1)具体包括：
[0014] 1-1)称量所述烧杯质量mc;
[0015] 1-2)将磁流变液装入所述烧杯，室温条件下静置6个月后称量所述烧杯及其内磁 流变液的总质量ma;
[0016] 1-3)通过公式m=ma-m。计算得到所述烧杯内待测磁流变液的质量m。
[0017] 在所述步骤2)中：所述烧杯内装入的磁流变液的体积占所述烧杯容量的2/3左 右；所述搅拌桨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，所述搅拌桨的 轴线垂直于磁流变液液面且轴心与所述烧杯横截面圆心重合。
[0018] 在所述步骤3)中，当所述电机的扭矩变化率AM达到扭矩变化率阈值c时，认为 磁流变液的转速达到与所述电机的转速相一致。
[0019] 所述电机的扭矩变化率AM经由下式求出：
【主权项】
1. 一种磁流变液再分散性定量测试方法，其特征在于，它包括如下步骤： 1) 称量计算出装入烧杯内的待测磁流变液的质量m; 2) 使用电机带动揽拌奖对烧杯内的磁流变液进行旋转揽拌； 3) 从揽拌起始零时刻起至揽拌结束时刻T为止，实时采集电机的转速和扭矩，其中，在 揽拌结束时刻T，磁流变液的转速达到与电机的转速相一致； 4) 基于步骤3)中在时间段T内采集的电机转速和扭矩，计算出电机在时间段T内所做 的功WW及揽拌结束时刻T时磁流变液的动能Ek; 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Rd。
2. 如权利要求1所述的磁流变液再分散性定量测试方法，其特征在于： 所述步骤1)具体包括： 1-1)称量所述烧杯质量m。； 1-2)将磁流变液装入所述烧杯，室温条件下静置6个月后称量所述烧杯及其内磁流变 液的总质量m。； 1-3)通过公式m= 计算得到所述烧杯内待测磁流变液的质量m。
3. 如权利要求1所述的磁流变液再分散性定量测试方法，其特征在于： 在所述步骤2)中；所述烧杯内装入的磁流变液的体积占所述烧杯容量的2/3左右；所 述揽拌奖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，所述揽拌奖的轴线垂 直于磁流变液液面且轴屯、与所述烧杯横截面圆屯、重合。
4. 如权利要求1所述的磁流变液再分散性定量测试方法，其特征在于： 在所述步骤3)中，当所述电机的扭矩变化率AM达到扭矩变化率阔值C时，认为磁流 变液的转速达到与所述电机的转速相一致。
5. 如权利要求4所述的磁流变液再分散性定量测试方法，其特征在于： 所述电机的扭矩变化率am经由下式求出；
上式中，M(t)为t时刻采集的电机扭矩值，At为采集间隔时间。
6. 如权利要求4或5所述的磁流变液再分散性定量测试方法，其特征在于： 所述扭矩变化率阔值C为5%。
7. 如权利要求1所述的磁流变液再分散性定量测试方法，其特征在于： 在所述步骤4)中，所述电机在时间段T内所做的功W由下式求出：
上式中，M(t)为t时刻采集的电机扭矩值，n(t)为t时刻采集的电机转速值。
8. 如权利要求1所述的磁流变液再分散性定量测试方法，其特征在于： 在所述步骤4)中，揽拌结束时刻T时磁流变液的动能Ek由下式求出： Ek=mr2〇讯2JT2 上式中，n(T)为T时刻采集的电机转速值，r为所述烧杯的横截面半径。
9. 一种用于权利要求1至8中任一项所述的磁流变液再分散性定量测试方法的磁流变 液再分散性定量测试装置，其特征在于：它包括所述电机，所述电机的输出轴上安装有用于 揽拌所述烧杯内磁流变液的所述揽拌奖W及W频率信号形式来采集所述电机转速和扭矩 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。
10.如权利要求9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。
【专利摘要】本发明公开了一种磁流变液再分散性定量测试方法以及可用于该测试方法的测试装置。该测试方法包括步骤：称量计算出装入烧杯内的待测磁流变液质量m；用电机带动搅拌桨搅拌磁流变液；从搅拌起始零时刻至搅拌结束时刻这一时间段T内实时采集电机转速和扭矩；计算出电机在时间段T内所做的功W以及搅拌结束时刻磁流变液的动能Ek；基于公式(W-Ek)/m计算得到磁流变液再分散性Rd。本发明方法可实现对磁流变液再分散性的量化评价，解决了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】CN104849401
【申请号】CN201510157936
【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8月19日
【申请日】2015年4月3日