[发明专利]基于流动模式的磁控流体力学性能测试装置

说明书

技术领域

本发明属于材料性能测试领域，具体涉及一种基于流动模式的磁控流体力学性能测试装置。

背景技术

剪切屈服应力是磁控流体的主要性能参数之一，是此类材料液-固转换的分界点，表征其液-固相的转换程度。因此，磁控流体的力学性能测试是此类材料研究的重要内容之一。目前按照磁控流体的工作模式主要分为三种，即：剪切模式、流动模式、挤压模式。剪切模式也是磁控流体测试装置的主要工作模式，其主要原理是将磁控流体盛放在两个平行圆盘之间的间隙中，在垂直磁场的作用下，磁控流体由牛顿流体迅速变为粘塑性固体，同时调速电机在一定转速下驱动某一圆盘转动，另一圆盘固定不动，磁控流体受剪切作用产生的剪切应力由扭矩传感器测量，同时施加一定的磁场，通过计算得到剪切应力、剪切应变率和磁场间的关系。但在此种力学性能测试方法中，当圆盘的旋转速度过大，磁控流体中的颗粒会受到离心力作用向圆盘的边缘聚集，存在较为严重的壁面滑移现象，滑移现象导致测试物的减少，影响测试结果的准确性；另外，两个平行圆盘之间的配合要求极高的平行度，制造加工难度大。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种基于流动模式的磁控流体力学性能测试装置，采用本装置在流动模式下测试磁控流体的力学性能，测试更精准，可靠，且本装置制造加工方便，结构紧凑、灵活。

本发明的目的是采用下述方案实现的：一种基于流动模式的磁控流体力学性能测试装置，包括活塞杆和缸筒，所述缸筒内设有前活塞和后活塞，所述前活塞、后活塞、缸筒内壁之间形成用于填充磁控流体的空间，该空间内充满磁控流体，所述缸筒上设有磁控流体的进口，该磁控流体的进口通过端盖密封，所述缸筒上设有用于产生测试磁场的磁场发生器，所述前活塞与活塞杆的一端连接，活塞杆的另一端外伸出缸筒的前端盖，活塞杆与前活塞之间设置前压力传感器，所述后活塞与缸筒的后端盖之间设有弹簧，所述弹簧与后活塞之间设有后压力传感器。

所述弹簧的两端分别设有弹簧固定座，为第一弹簧固定座和第二弹簧固定座，弹簧的两端分别固定在第一弹簧固定座和第二弹簧固定座上，通过第一弹簧固定座和第二弹簧固定座与后活塞、缸筒的后端盖固定连接，所述第一弹簧固定座与后活塞之间设置后压力传感器，所述第二弹簧固定座与缸筒的后端盖固定连接。

所述活塞杆与前压力传感器固定的一端设有突出的圆盘，该圆盘的直径大于活塞杆的直径。

所述缸筒的前端盖上设有供活塞杆穿过的通孔。

缸筒的前端盖的通孔中设置有用于对活塞杆进行导向的导向环。

所述缸筒两端大，中间小，缸筒中部为磁场发生器的安装段， 所述前活塞、后活塞分别位于磁场发生器的安装段的两端。

所述磁场发生器与缸筒中部的磁控流体形成环形闭合磁路。

所述磁场发生器设有相向对应的上磁极、下磁极，上磁极与下磁极之间设有安装间隙，上磁极与下磁极分别绕制励磁线圈，上磁极上的励磁线圈与下磁极上的励磁线圈串联，上磁极、下磁极分别与缸筒的上下两侧相接触，并固定。

所述缸筒由不导磁材料制成。

所述缸筒上还设有磁控流体的出口，磁控流体的出口通过端盖密封。

本发明具有的优点是：由于本装置在流动模式下测试磁控流体的力学性能，测试更精准，可靠，且本装置制造加工方便，结构紧凑、灵活，便于与其他辅助测试系统对接，实现磁控流体的其他辅助性指标的测试，如高低温等实验。

采用外置式电磁场设计，电磁场运行过程中发热不会影响到磁控流体的力学性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为本发明的缸筒的结构示意图；

图4为本发明的磁场发生器的结构示意图。

附图中，1为活塞杆，2为缸筒，3为上端盖，4为磁控流体，5为磁场发生器，51为上磁极，52为下磁极，53为励磁线圈，6为后压力传感器，7为弹簧，8为导向环，9为前压力传感器，10为前活塞，11为下端盖，12为后活塞，13为第一弹簧固定座，14为第二弹簧固定座，15为前端盖，16为后端盖。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述：