磁流变弹性体的磁电阻特性及在位移传感中的应用 (1).pdfVIP

磁流变弹性体的磁 电阻特性及在位移传感中的应用 李光辉，黄学功，王 炅 (南京理工大学 机械工程学院，江苏南京 210094) 摘 要：首先制备了不同石墨含量的磁流变弹性体(MRE)材料 ，并研究了其磁电阻特性。测试结果表明随 着磁场的增高，磁流变弹性体的电阻呈下降的趋势，当磁场达到一定临界值时，电阻不再明显变化。基于磁流 变弹性体的磁电阻特性，提 出用于位移传感的设计原理，通过软件对系统线圈磁场进行仿真，得到MRE所受磁 场及电阻与位移的关系。通过一个简易的测试，证明了该位移传感设计原理的可行性。 关键词：磁流变弹性体；磁电阻；位移传感 中图分类号：TB381；TP212 文献标识码： A 文章编号：1001．3830(2014)02．0036—04 Investigationonthemagnet0resistancecharacteristicsofM R elastomeranditsapplicationindisplacementsensing LIGuang-hui，HUANGXue—gong，WANGJiong SchoolofMechanicalEngineering,NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210094,China Abstract：Inthispaper,MRelastomersampleswithdifferentcontentsofgraphitewerefabricatedfirstly,andits magnetoresistivecharacteristicwasstudied．Theresultsshow htathteresistancedecreasesinitiallyandhtentendtobe constantwith increasingexternalmagneticfield．Thenhtedesing conceptwasproposedfordisplacementsensing system based onitsmagnetoresistnacecharacteristics．ThemagneticfieldappliedontheMRE na dresistencewitll displacementwereobtainedbysimulationoncoilfieldofhtesystem．Theconceptfeabilityofhtesystem isconfirmed viaasimpleme~ ement． Keywords：mangetorheologicalelastomer； magnetoresistence； displacementsensing 液中的载液被弹性橡胶所替代，这样就很好地解决 l引言 了沉降及长时间应用需密封保存的问题 。同其它磁 磁流变材料是一种将软磁性微粒分布于载体 流变材料一样 ，当给磁流变弹性体施加一定磁场 中的新型智能材料，其许多性能都会随外加磁场变 后，铁粉微粒会从随机无序分布转变为链状的结 化而变化。目前主要研究的磁流变材料包括磁流变 构。这样不但使材料的弹性模量发生变化，也会影 液 (MRfluids)，磁流变弹性体 (magnetorheological 响材料的电阻。目前对磁流变弹性体材料的研究集 elastomers，MRE)和磁流变泡沫 (MRfoams)三 中于磁致模量的变化 3【J，而对其阻值特性的研究则 种 。而研究最多的是磁流变液，由于其响应速度快， 相对较少 。主要研究成果包括：Bica研究了磁流变 以及较好的可控性能和可逆性能，因此广泛运用于 弹性体的导电特性 钔【，并研究了其磁致传感特性[。 各种设备中，如桥梁结构、汽车减震及抗冲击阻尼 Tian等L6J对不同石墨