目录
摘 要 I
Abstract II
1 磁流变液动压轴承介绍 1
1.1 磁流变液的介绍 1
1.1.1 磁流变液定义 1
1.1.2 磁流变液的制备 1
1.1.3磁流变液应用范围 2
1.1.4 磁流变液应满足的指标： 3
1.1.5 磁流变液发展其前景 3
1.2 滑动轴承简介 4
1.3 磁流变液动压轴承 5
2 方案设计以及选取 5
2.1 滑动轴承的分类 5
2.2 滑动轴承的选取 7
2.3 电磁场的添加 9
2.4 密封方式选择 11
2.5 轴承座选取以及建模 12
2.5.1 轴承座上端 13
2.5.2 轴承座下端 14
2.5.3 轴瓦 14
2.5.4 轴承装配图 15
3.1 滑动轴承的处电磁引入 16
3.2 磁流变液的添加 17
3.3 磁流变液动压轴承原理 19
3.3.1 磁流变液添加以及电线接入 19
3.3.2 磁流变液装载位置 19
3.3.3 磁流变液的密封 20
4 主要尺寸以及主要计算 21
4.1 轴承座的具体尺寸 21
4.1.1 轴承座上端 21
4.1.2 轴承座下端 22
4.1.3 轴瓦 24
4.2 滑动轴承所涉及的主要计算 24
4.2.1 电磁场的计算 24
4.2.2 磁流变液粘度的计算 25
4.2.3 磁流变液油膜承载能力计算 25
5 SolidWorks仿真分析 26
5.1 爆炸视图 26
5.2 仿真运动 28
6 总结 30
致谢 31
参考文献 32
文献综述 33
摘 要
磁流变液是可磁极化的固体微颗粒在基液中形成的悬浮液，其流变特性可由外加磁场连续控制。当不加磁场时，磁流变液表现出类似牛顿流体的行为；当外加磁场时，磁流变液中的磁性颗粒沿磁场方向排成链状，这些链状结构阻止了液体的流动，因而改变了磁流变液的流变特性，其流动表现出Bingham塑性体行为，具有粘性和塑性特性。
随着磁流变液在机械应用中的不断发展，越来越多的将磁流变液运用于各种机械器件中。磁流变液在外加磁场增强的过程中，液体的粘度随之增大并最终失去流动性变为固态，此过程耗能小、可逆、能产生较大屈服应力且在豪秒级内完成。利用此一系列性能，在充分考虑磁场、温度、颗粒尺寸、壁面效应和体积浓度等诸因素对应用器件影响的基础上，可开发各种磁流变阻尼器件。由于磁流变液相变的过程在毫秒量级内完成，因此可以做成敏捷度极高的控制元件，用于联接和传递两部件之间的力或力矩。如汽车用离合器、制动器等。磁流变液动压轴承也是基于这个原理设计的。
关键词：磁流变液 动压轴承 设计
Abstract
Magnetorheological fluid is a magnetic pole of the solid particles in suspension, formed in the base of its rheological properties can be made of continuous control plus a magnetic field. When without magnetic field, the magnetic rheological fluid showed similar behavior of Newtonian fluid; When applied magnetic field, the magnetic particles of magnetorheological fluid along the magnetic field direction in chain, the chain structure to prevent the flow of the liquid, and thus change the rheological properties of MRF, the flow show the Bingham plastic body behavior, viscous and plastic characteristics.
As the MRF in mechanical applications development, more and more application of MRF to various kinds of mechanical device. Magnetorheological fluid in the process of plus enhanced magnetic field, the liquid viscosity increase and eventually lose liquid into a solid, the process energy consumption of small, reversible, can produce a large yield stress and in house finish in second grade. Using this series of performance, in full consideration magnetic field, temperature, particle size, surface effect and volume concentration, etc. Various factors influence, on the basis of the application components can develop all kinds of magnetorheological damping devices. Due to magnetic rheological liquid phase change is accomplished within millisecond level, so you can make it high agility control element, is used to join and transfer force or moment between the two parts. Such as automotive clutch, brake, etc. Magnetorheological fluid dynamic pressure bearing is designed based on this principle.
Keywords: magnetorheological fluid dynamic pressure bearing design
1 磁流变液动压轴承介绍
1.1 磁流变液的介绍
1.1.1 磁流变液定义
磁流变液（Magnetorheological Fluid , 简称MR流体）属可控流体，是智能材料中研究较为多的一种材料。磁流变液一般由铁磁性易磁化颗粒、母液油和稳定剂三种物质构成。磁流变液是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体。这种悬浮体在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性；而在强磁场作用下，则呈现出高粘度、低流动性的Binghan体特性。由于磁流变液在磁场作用下的流变是瞬间的、可逆的、而且其流变后的剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系，因此是一种用途广泛、性能优良的智能材料。
1.1.2 磁流变液的制备
磁流变液一般由铁磁性易磁化颗粒、母液油和稳定剂三种物质构成。铁磁性（软磁性）固体颗粒有球状、棒状和纺锤状三种形态，密度为7～8g/cm3，其中球形颗粒的直径在0.1～500μm 范围内。目前可用作磁流变液的铁磁性固体颗粒是具有较高磁化饱和强度的羰基铁粉、纯铁粉或铁合金 。由于羰基铁粉饱和磁化强度为2.15特斯拉，且物性较软、具有可压缩性、材料成本低、购买方便，已成为最常用的材料之一。磁流变液的母液油（分散剂）一般是非导磁且性能良好的油，如矿物油、硅油、合成油等,它们须具有较低的零场粘度、较大范围的温度稳定性、不污染环境等特性 。稳定剂用来减缓或防止磁性颗粒沉降的产生。因为磁性颗粒的比重较大，容易沉淀或离心分离，加入少量的稳定剂是必须的。磁流变液的稳定性主要受两种因素的影响：一是粒子的聚集结块，即粒子相互聚集形成很大的团；二是粒子本身的沉降，即磁性粒子随时间的沉淀。这两种因素都可以通过添加剂或表面活性剂来减缓。由超精细石英粉形成的硅胶是一种典型的稳定剂，这种粒子具有很大的表面积，每个粒子具有多孔疏松结构可以吸附大量的潮气，磁性颗粒可由这些结构支撑均匀地分布在母液中。另一方面，表面活性剂可以形成网状结构吸附在磁性颗粒的周围以减缓粒子的沉降。稳定剂必须有特殊的分子结构，一端有一个对磁性颗粒界面产生高度亲和力的钉扎功能团，另一端还需一个极易分散于某种基液中去的适当长度的弹性基团。将这三种物质按一定的比例混合均匀，即可形成磁流变液。
目前国际上关于磁流变液材料制备方法和工艺的报道比较多。中国科技大学磁流变研究组陈祖耀、江万权等人用Y-辐射技术产生直径在２００nm～５μm 的Co粒子，并将铁颗粒表面复合此纳米尺寸的Co粒子，形成铁复合物为悬浮粒子制备的磁流变液。在中国科技大学的旋转式磁流变液测试系统上测试，结果表明剪切屈服应力显着增大；用直径为２.５μm～８μm羰基铁粉分散于硅油中，并用偶联剂预先处理，改善液态相和固态相的相容性，可有效防止粒子沉淀，该磁流变液效应显着，且具有较大的温度稳定性。2002年，中国科学技术大学磁流变研究组成功地筛选制备了KDC—1磁流变液，该样品实验室工艺稳定，有较大的剪切屈服强度和沉降稳定性，其主要力学性能指标与美国Lord公司产品接近。现已完成对3家友邻研究单位KDC—1 MRF小批量实验室规模供给，反映良好。
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