非圆形磁性颗粒对磁流变脂剪切应力的影响及其计算模型研究

何国田^1,2,3，廖昌荣²，王平²，宋莉⁴，李明¹

1. 重庆师范大学计算机与信息科学学院2. 重庆大学3. 重庆师范大学物理与电子工程学院重庆市高校光学工程重点实验室4. 重庆师范大学校医院

摘 要：磁流变脂是继磁流变液和磁流变弹性体之后,又一个具有巨大发展潜力的磁流变智能材料。参照作者提出的圆形颗粒的建模过程,建立了非圆形磁性颗粒磁流脂的剪切应力模型,并以六边形磁性颗粒磁流变脂为例,推导出六边形磁性颗粒磁流变脂剪切应力公式。该模型对半径和边长相同时剪切屈服应力与磁场强度的关系,体积相同时剪切屈服应力与磁场强度的关系,零场下的剪切力应力进行了模拟计算。结果表明同体积下的非圆形磁性颗粒磁流变脂的剪切应力比圆形磁性颗粒磁流变脂大,且随接触边长的减少剪切应力亦减少,但都比圆形磁性颗粒磁流变脂的剪切应力大。即使零场条件下,非圆形磁性颗粒磁流变脂的剪切应力比圆形磁性颗粒磁流变脂大,说明球形磁流变液不是最佳选择。所以,非圆形磁性颗粒的磁流变脂机理研究对高性能磁流变液制备及其应用具有极其重要的指导意义。

关键词：磁性颗粒形状;磁流变脂;剪应力;计算模型;磁场强度;