实验结果和仿真分析

仿真计算和实验所用磁流变液是美国Lord 公司提供的MRF-132AD，这是一种碳氢化合物基的悬浮液，其中微米级磁性颗粒的体积大约为36%，其他特性如表5.1 所示。

表5.1　磁流变液的物理特性

表5.1 中，磁流变液的密度和粘度系数来自Lord 公司提供的参数，表面张力系数来自载液。在磁场作用下，磁流变液的磁性能可以从Lord 公司提供的资料中得出，其中，磁感应强度和磁场强度之间的关系如图5.7 所示。

图5.7　MRF-132AD 的磁性能

根据图5.7，由B=μ0（χ0 +1）H，可以算出磁流变液的初始磁化系数为χ0=5.05。

图5.8 是实验中得到的在不同的磁感应强度下，磁流变液上升的高度图，单个磁流变液波峰的上升高度可以由实验测出，这些波峰随着外加磁场的增加而逐步增加，其表面形状也近似一个椭圆的上半部分，在磁场大到一定程度以后，中间部分发生断裂，形成上下两段。

图5.8　不同磁场下磁流变液上升的高度

根据表5.1 中的相关参数，从式（5.7）可以得到磁流变液出现波动时的临界磁感应强度：

将数据代入式（5.17）中，计算得B∗=12.64 mT，其中μr 和μs 由磁流变液的磁化曲线可以分别得到，假设磁流变液上升之后的表面轮廓为椭圆形，则曲率

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针对式（3.17），记

且有A=A1 +A2，式（5.15）变为

联立式（5.16）得到

将数据代入式（5.22）中，得到磁流变液的上升高度与外界磁感应强度之间的关系如表5.2所示。

表5.2　磁流变液上升的高度与外界磁感应强度的关系

实验过程中，由于磁流变液内部磁场分布不均以及磁性颗粒的团聚等因素的影响，磁流变液表面出现凸峰的高度不同，在同一个实验测试中，针对5 个不同的磁流变液峰进行了测试，实验结果及误差如表5.3 所示。

表5.3　实验测试结果

表5.3 中，13.62 mT 为实际测得的磁流变液开始上升时的临界磁感应强度，其中最大的误差和最小的误差分别选择5 次测试不同的结果。