[实用新型]一种磁流变弹性体压缩性能测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种磁流变弹性体性能的测试装置，属于测量技术领域。

背景技术

磁流变弹性体是一种新型磁流变材料。它是将微米尺度的铁磁性颗粒掺入到高分子聚合物中，在磁场环境下固化，从而基体内的颗粒具有链或柱状结构。这种材料的弹性模量可随外加磁场强度而变化，因此可以在变刚度器件等方面得到广泛的应用。与普通磁流变液相比，磁流变弹性体不但具有可控性、可逆性、响应迅速等高技术特征，还具有稳定性好等独特的优点。磁流变弹性体可应用于各种工程领域的振动和噪声控制。

磁流变弹性体最重要的性能指标是它的磁控特性，即在外磁场变化时磁流变弹性体的弹性模量的变化情况。磁流变弹性体磁控性能的测试技术是个难点，目前还没有专门针对磁流变弹性体的测试标准和测试设备。磁流变弹性体性能检测所用的设备基本上都是根据试验需要进行专门的设计。

磁流变弹性体的工作模式分为剪切式和压缩式两种。其中以压缩式的工作模式下的磁控性能的测试最为困难。这是因为现有磁流变弹性体压缩性能测试装置中，下，上下两个磁极之间的相对位移是变化的（通常是上磁极随压头一起运动）。而当两个磁极变化时，磁极间的磁场强度和两个磁极间的吸力也都是变化的。并且根据磁场强度与磁极距离的关系可知，磁场强度与两个磁极间距的倒数成正比，也就是磁极间微小的变化就会引起磁场强度和磁极吸力在很大范围内的波动。在测试磁流变弹性体磁控性能时，需要测得弹性体的位移和弹性反力在磁场变化时的关系。由于磁场强度和磁极间吸力的大幅度变化，使得所测到的弹性反力很难和磁极间的吸力进行有效分离，同时也难以确定不同位移下的磁感应强度。

经过检索后发现，在此之前，有关磁流变弹性体性能测试的专门测试装置在国内还没有专利出现，只是在一些期刊文献当中提到了磁流变弹性体性能测试的一两种装置，如下面所列：

1.王宇飞、何琳等、杨雪，磁流变弹性体的动态压缩性能[J]，高分子材料科学与工程，2011,27(5)：182-185

2.张先舟，磁流变弹性体的研制及其机理研究[D]，中国科学技术大学，2005，6

3. Marke Kallio，The elastic and damping properties of magnetorheological elastomers，2005

文献1和文献3中，采用相同的测试原理和相近的测试设备来测量磁流变弹性体的压缩性能，其原理和结构与前述测试原理相同，都没有解决好磁场、磁极吸力和位移之间的关系，难以准确测量磁流变弹性体压缩性能。文献2中设计了用于测试磁流变弹性体剪切性能的测试装置，无法满足压缩性能测试的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述技术问题提出一种能够处理好磁场、磁极吸力和位移之间的关系，准确测量磁流变弹性体性能的设计合理、结构简单的磁流变弹性体压缩性能测试装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种磁流变弹性体压缩性能测试装置，包括磁芯、线圈、底盖、导磁缸筒、顶盖、压板、探测孔、出线孔、第一转接头和第二转接头；

所述磁芯为柱体结构，设置在所述导磁缸筒内部，所述磁芯下端与底盖上表面紧密连接；

所述底盖设置在所述导磁缸筒下端，与所述导磁缸筒紧密连接，连接处应保证具有一定的接触面积；

所述第一转接头设置在所述底盖的下表面，所述第一转接头用于连接万能材料试验机的测试平台；

所述导磁缸筒侧壁上开设有探测孔和出线孔，所述探测孔用于将高斯计探头伸入到装置内部的磁场区域测量磁感应强度，所述探测孔的位置与试件测试区等高；

所述出线孔用于将内部线圈的导线引出；所述内部线圈设置在所述磁芯与导磁缸筒之间，所述内部线圈产生测试所需的稳定磁场，通过改变输入电流的大小产生测试所需的不同的稳定磁场；

所述顶盖设置在所述导磁缸筒上端，所述顶盖在所述探测孔的位置开设有通孔，所述顶盖上开设有中心孔，用于穿过压板的立柱；所述磁芯、底盖、导磁缸筒和顶盖共同构成封闭的磁回路；

所述压板为一块平板，所述平板上设置有立柱，所述压板采用不导磁的高强度材料制造；所述压板设置在所述顶盖与磁芯之间，所述立柱穿过所述顶盖上的圆孔；磁流变弹性体试件放置在所述压板与磁芯之间，即所述压板与磁芯之间为试件测试区；

所述第二转接头与所述压板的立柱上端相连接，所述第二转接头用于连接万能材料试验机的上压头。