專利名稱：一種磁流變液剪切應力測試裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電磁測試領域，尤其是涉及一種磁流變液剪切應力測試裝置。
背景技術：
圖I為Felt(1996年)所采用的裝置，在電磁線圈中放置Brokfeild LVDV III旋轉粘度計進行測量，該粘度計為錐板結構，能產生均勻的流場。由于該粘度計直接由線圈產生磁場，故產生的磁感應強度很弱，最大只能達到800高斯。然而，由于錐板結構，導致磁場在磁流變液中分布不均勻，很大程度上影響了測試的效果。圖2是Tang和Gorral (1996年)所研制出的磁流變體靜態測量儀。S、N是電磁鐵的兩個極頭，能產生可調磁場，工作時由霍爾傳感器與之相連的高斯儀測出磁感應強度B。 以極小的恒定速度V托動鋁板運動，此時磁流變體受簡單剪切。測出托動鋁板的力F的大小，由于速度V很小，則可以近似的認為是靜態下的測量。這種裝置的缺點在于托動鋁板的力F大小不容易掌握很準確，同時磁性液體亦容易發生溢流現象，裝置也較繁鎖。圖3是周剛毅(1998年)等研制的磁流變體流變性能測量系統的原理圖。在上下兩平行碟片之間充滿磁流變體，由線圈與磁回路組成的電磁鐵提供磁場。驅動上碟片轉動使磁流變體受到剪切，通過測量轉速ω與驅動扭矩來得到τ與Υ (剪切率)的關系。在該結構中，上、下兩平行碟片雖然能產生均勻磁場，但顯而易見在剪切時，其剪切流場很不均勻，在碟片中心處流體基本不流動，而在邊緣，Y達到最大值，Y = R/d，R是碟片的半徑，d為上下兩平行碟片距離，從這一點來看，這個裝置是不合理的。
實用新型內容本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種測試精度高的磁流變液剪切應力測試裝置。本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現一種磁流變液剪切應力測試裝置，包括用于為所述測試裝置提供磁場的磁場發生器；軸承座，起到固定軸承的作用；支撐件，連接于軸承座；軸承，設在軸承座中央；轉軸，與軸承活動連接，可在軸承內自由轉動，軸承的上端面設有定位槽；試件，設在轉軸的下端；滑輪總成，設有兩個，均包括支架和滑輪，所述的支架固定在軸承座上，以軸承的中心點為中心對稱設置，所述的滑輪設在支架上，滑輪的邊緣設有輪槽；吊繩，卡設在定位槽和輪槽中，吊繩兩端均設有托盤；磁流變液容器，設在軸承座下方。所述的支撐件包括至少三個支撐桿，呈三角形設置。[0018]所述的支撐桿的上端設有外螺紋，所述的軸承座設有與所述外螺紋匹配的螺孔，支撐桿通過上端的外螺紋旋入軸承座的螺孔中，這樣可以方便的調整整個裝置的水平位置。所述的軸承座呈圓盤狀。所述的轉軸的下端設有螺孔，所述的試件的上端設有與所述螺孔匹配的外螺紋，試件通過外螺紋旋入轉軸下端的內螺紋中。轉軸上端面的定位槽的延長線與滑輪的輪槽相切，使得兩個托盤與滑輪之間的吊繩與兩個滑輪之間的吊繩相互垂直。所述的定位槽的寬度為2mm，深度為2mm。與現有技術相比，本實用新型具有以下優點(I)該檢測儀能夠承受較大的磁感應強度，能夠在IT左右的磁感應強度下正常工作，并能保證在測試時不受磁場分布不均的影響。(2)該檢測儀結構簡單，安全可靠，安裝方便，成本低，尤其對磁流變液剪切應力的靜態測量非常方便。(3)該檢測儀調節、調校方便，可根據具體環境進行相應調節。
圖I為第一種現有的磁流變液剪切應力測試裝置的結構示意圖；圖2為第二種現有的磁流變液剪切應力測試裝置的結構示意圖；圖3為第三種現有的磁流變液剪切應力測試裝置的結構示意圖；圖4為本實用新型的結構示意圖。圖中，101為錐氏粘度計，2為線圈，I為磁流變液，201為鐵皮，202為鋁板，203為霍爾傳感器，301為第一碟片，302為第二碟片，303為磁通回路，304為固定軸，401為軸承座，402為支撐桿，403為軸承，404為轉軸，405為試件，406為滑輪，407支架，408為吊繩，409為托盤，410為磁流變液容器。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。實施例如圖I所示，一種磁流變液剪切應力測試裝置，軸承座401呈圓盤狀，由三個支撐桿402支撐并放置在地面上，支撐桿402均勻布置在圓盤狀軸承座403的邊緣。支撐桿402的上端設有外螺紋，軸承座401設有與所述外螺紋匹配的螺孔，支撐桿402旋入軸承座401的螺孔內，通過支撐桿402旋入螺孔的深度即可方便的調整整個裝置的水平位置。軸承座401主要起到固定軸承403的作用，該軸承403設在軸承座401的中央位置。轉軸404設在軸承403內，并可以在軸承403內自由轉動，轉軸404的上端設有寬度和深度都為2mm的定位槽，下端設有螺孔，該螺孔與試件405上端的外螺紋配合，試件405可以裝入并固定在軸承403內。由于，轉軸404的質量不是很大且長度較短，就可以保證轉軸404帶動試件405作較為自由的轉動。滑輪總成設有兩個，都包括了支架407和滑輪406，支架407固定在軸承座401上，并以軸承403為中心對稱設置。滑輪406設在支架407上，并且其邊緣設有輪槽。轉軸404上端面的定位槽的延長線與滑輪406的輪槽相切，吊繩408卡在定位槽和輪槽中，而且兩端均設有托盤409，在測試時，兩個托盤與滑輪之間的吊繩與兩個滑輪之間的吊繩相互垂直。磁流變液容器410用于盛放磁流變液，設在軸承座401下方，使得試件可以浸入到磁流變液中，對其剪切應力進行測試。此外，本測試裝置還包括一個為其提供測試磁場的磁場發生器。為了防止對磁場的干擾，除軸承和滑輪總成部分結構外，其余的所有零件均采用非導磁性材料，這樣就可以在最大程度上排除磁場對裝置的干擾，從而保證檢測結果的準確性。本測試裝置的工作原理為首先關掉磁場發生器，使得試件位于沒有外加測試磁場的環境下，逐漸往托盤中加沙子，當沙子和托盤的質量之和達到轉軸極限靜扭矩后，轉軸發生輕微轉動。此時沙子和托盤的質量乘以轉軸的半徑，就是轉軸在此狀態下的極限靜扭矩。 然后將試件的三分之二浸于磁流變液中，逐漸加大磁場強度，在不同的磁場強度下，重復往托盤中加沙子，直至轉軸發生輕微轉動，再用天平稱取此時沙子和托盤的質量，再乘以轉軸的半徑，得到不同的扭矩值。這樣就可以得到在不同測試磁場下的不同極限靜扭矩。通過這些扭矩值和在沒有外加測試磁場時的扭矩值，就得到在不同磁感應強度下，磁流變液在靜態扭矩值。由材料力學的知識，我們知道圓軸圓截面邊緣處的剪切應力和扭矩的關系為
TT= —
W,其中T為圓軸所受的扭矩;Wt為抗扭截面模量
Ip π(Ρ^ =
2通過上述公式，就可以得到磁流變液在靜態下不同磁場強度中的磁流變液的剪切應力。
權利要求1.一種磁流變液剪切應力測試裝置，其特征在于，包括 用于為所述測試裝置提供磁場的磁場發生器； 軸承座； 支撐件，連接于軸承座； 軸承，設在軸承座中央； 轉軸，與軸承活動連接，其上端面設有定位槽； 試件，設在轉軸的下端； 滑輪總成，設有兩個，均包括支架和滑輪，所述的支架固定在軸承座上，以軸承的中心點為中心對稱設置，所述的滑輪設在支架上，滑輪的邊緣設有輪槽； 吊繩，卡設在定位槽和輪槽中，吊繩兩端均設有托盤； 磁流變液容器，設在軸承座下方。
2.根據權利要求I所述的一種磁流變液剪切應力測試裝置，其特征在于，所述的支撐件包括至少三個支撐桿，呈三角形設置。
3.根據權利要求2所述的一種磁流變液剪切應力測試裝置，其特征在于，所述的支撐桿的上端設有外螺紋，所述的軸承座設有與所述外螺紋匹配的螺孔，支撐桿通過其上端的外螺紋旋入軸承座的螺孔中。
4.根據權利要求I所述的一種磁流變液剪切應力測試裝置，其特征在于，所述的軸承座呈圓盤狀。
5.根據權利要求I所述的一種磁流變液剪切應力測試裝置，其特征在于，所述的轉軸的下端設有螺孔，所述的試件的上端設有與所述螺孔匹配的外螺紋，試件通過外螺紋旋入轉軸下端的內螺紋中。
6.根據權利要求I所述的一種磁流變液剪切應力測試裝置，其特征在于，轉軸上端面的定位槽的延長線與滑輪的輪槽相切。
7.根據權利要求I所述的一種磁流變液剪切應力測試裝置，其特征在于，所述的定位槽的寬度為2mm,深度為2mm。
專利摘要本實用新型涉及一種磁流變液剪切應力測試裝置，包括用于為所述測試裝置提供磁場的磁場發生器；軸承座；支撐件，連接于軸承座；軸承，設在軸承座中央；轉軸，與軸承活動連接，其上端面設有定位槽；試件，設在轉軸的下端；滑輪總成，設有兩個，均包括支架和滑輪，所述的支架固定在軸承座上，以軸承為中心對稱設置，所述的滑輪設在支架上，滑輪的邊緣設有輪槽；吊繩，卡設在定位槽和輪槽中，吊繩兩端均設有托盤；磁流變液容器，設在軸承座下方。與現有技術相比，本實用新型具有測試精度高、操作簡單、成本低等優點。
文檔編號G01N11/14GK202614637SQ201220139159
公開日2012年12月19日 申請日期2012年4月5日 優先權日2012年4月5日
發明者茹秋生, 陳耿彪, 寧宗奇, 陸勤, 王才嶧, 宋韜, 黃兆翔, 葛振超 申請人:上海工程技術大學