CN111948586B - 一种磁流变液疲劳测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁流变液疲劳测试系统，属于减振器领域，该磁流变液疲劳测试系统包括测试装置和磁流变液储存及取样装置，测试装置包括测试缸、线圈和转动盘，测试缸中设置有磁流变液剪切区，磁流变液剪切区中流动有磁流变液，转动盘的一端转动设置于磁流变液剪切区中，另一端伸出测试缸与驱动装置连接；线圈设于测试缸上用于在磁流变液剪切区中产生可变的磁场，磁流变液的流动方向与磁场的磁力线方向垂直，这与减振器内的工作状况类似，实现对磁流变液的疲劳测试；磁流变液储存及取样装置与测试装置连通，用于为测试装置提供磁流变液，以及用于在测试过程中进行取样。该系统结构简单，易于操作，节约时间成本和金钱成本。

Description

一种磁流变液疲劳测试系统

技术领域

本发明涉及减振器技术领域，尤其涉及一种磁流变液疲劳测试系统。

背景技术

磁流变液疲劳测试系统是一种阻尼力可调的减振元件。其利用了磁流变液在磁场作用下力学特性可控的原理。磁流变液是由细小的软磁性颗粒分散于磁导率较低的载液中，形成剪切屈服强度可随外加磁场变化而具有可控流变特性的悬浮液体；在磁场的作用下，磁流变液可在毫秒级时间内实现由牛顿流体到Bingham半固态的可逆变化，励磁线圈断电撤去磁场后，又可以恢复原态。

现有的磁流变液的疲劳测试是将磁流变液装入减振器内，在磁场作用下不断的剪切磁流变液以进行疲劳测试。此方法的磁流变液的疲劳测试必须与减振器的疲劳测试同时进行，不能单独实施，对设备要求高，需要减振器示功机、磁流变减振器及其他相关设备，操作复杂，且测试过程中不能实时监测磁流变液的性能，时间成本和金钱成本较高，

因此，亟需提出一种磁流变液疲劳测试系统以解决现有技术中存在的上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁流变液疲劳测试系统，该磁流变液疲劳测试系统结构简单，易于操作，且测试过程中可以对系统中的磁流变液取样检测，节约时间成本和金钱成本。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种磁流变液疲劳测试系统，包括：

测试装置，包括测试缸、线圈和转动盘，所述测试缸中设置有磁流变液剪切区，所述磁流变液剪切区中流动有磁流变液，所述转动盘的一端转动设置于所述磁流变液剪切区中以剪切磁流变液，另一端伸出所述测试缸用于与驱动装置连接；所述线圈设于所述测试缸上用于在所述磁流变液剪切区中产生可变的磁场，所述磁流变液的流动方向与所述磁场的磁力线方向垂直；

磁流变液储存及取样装置，与所述测试装置连通，用于为所述测试装置提供磁流变液，以及用于在测试过程中进行取样。

作为上述磁流变液疲劳测试系统的优选技术方案，所述磁流变液疲劳测试系统还包括：

多个硅钢片，所述硅钢片卡设于所述测试缸和所述线圈外部，用于为所述磁场提供通道。

作为上述磁流变液疲劳测试系统的优选技术方案，多个所述硅钢片沿所述测试缸的周向等圆心角均匀排布。

作为上述磁流变液疲劳测试系统的优选技术方案，所述磁流变液疲劳测试系统还包括：

硅钢片固定座，连接于所述测试缸上，所述硅钢片固定座用于支撑固定所述硅钢片。

作为上述磁流变液疲劳测试系统的优选技术方案，所述硅钢片固定座包括：

底座，连接于所述测试缸上；

多个支撑板，沿周向均匀布设于所述底座上，相邻的两个所述支撑板之间形成固定插槽，所述硅钢片一一对应插设于所述固定插槽中。

作为上述磁流变液疲劳测试系统的优选技术方案，所述磁流变液疲劳测试系统还包括：

硅钢片固定环，抵接于所述硅钢片固定座的端面并箍设于所述硅钢片外周，以防止所述硅钢片散开。

作为上述磁流变液疲劳测试系统的优选技术方案，所述测试缸包括：

缸体，呈环形结构；

上固定盘和下固定盘，分别密封连接于所述缸体的上部和下部，所述转动盘与所述上固定盘、所述下固定盘和所述缸体之间的间隙形成所述磁流变液剪切区；所述线圈设有两个，两个所述线圈分别对称设置于所述缸体的上端面和下端面。

作为上述磁流变液疲劳测试系统的优选技术方案，所述转动盘包括相连接的：

盘体，与所述上固定盘、所述下固定盘和所述缸体之间的间隙形成所述磁流变液剪切区；

驱动柄，伸出所述测试缸与所述驱动装置连接。

作为上述磁流变液疲劳测试系统的优选技术方案，所述磁流变液疲劳测试系统还包括：

磁流变液进口，开设于所述上固定盘上，所述磁流变液进口的一端与所述磁流变液储存及取样装置连通，另一端与所述磁流变液剪切区连通；

磁流变液出口，开设于所述下固定盘上，所述磁流变液出口的一端与所述磁流变液剪切区连通，另一端与所述磁流变液储存及取样装置连通。

作为上述磁流变液疲劳测试系统的优选技术方案，所述磁流变液疲劳测试系统还包括：

磁流变液循环泵，设置于所述磁流变液储存及取样装置与所述测试装置连通的管路中。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提出的磁流变液疲劳测试系统，包括测试装置和磁流变液储存及取样装置，测试装置包括测试缸、线圈和转动盘，测试缸中设置有磁流变液剪切区，磁流变液剪切区中流动有磁流变液，转动盘的一端转动设置于磁流变液剪切区中以剪切磁流变液，另一端伸出测试缸与驱动装置连接；线圈设于测试缸上用于在磁流变液剪切区中产生可变的磁场，磁流变液的流动方向与磁场的磁力线方向垂直，这与减振器内的工作状况类似，保证了在磁场作用下不断的剪切磁流变液，从而实现对磁流变液的疲劳测试；磁流变液储存及取样装置与测试装置连通，用于为测试装置提供磁流变液，以及用于在测试过程中对磁流变液进行取样进行性能测试。该磁流变液疲劳测试系统结构简单，易于操作，且在测试过程中可以对系统中的磁流变液取样检测，节约时间成本和金钱成本。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的磁流变液疲劳测试系统的示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的测试装置的剖视图；

图3是本发明具体实施方式提供的测试装置进行疲劳测试时磁流变液的流动方向与磁场的磁力线方向的示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的测试装置的某一视角的结构示意图；

图5是本发明具体实施方式提供的测试装置的另一视角的结构示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的测试装置的部分结构的结构示意图。

图中：

1、测试缸；2、线圈；3、转动盘；4、硅钢片；5、硅钢片固定座；6、硅钢片固定环；7、磁流变液进口；8、磁流变液出口；9、轴承；10、密封圈；20、旋转密封圈；

11、缸体；12、上固定盘；13、下固定盘；

31、盘体；32、驱动柄；

51、底座；52、支撑板；

100、测试装置；101、磁流变液剪切区；200、磁流变液储存及取样装置；300、磁流变液循环泵。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”“下”“左”“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例公开了一种磁流变液疲劳测试系统，该磁流变液疲劳测试系统能模拟减振器的实际工况，实现在磁场作用下不断的剪切磁流变液，从而实现对磁流变液的疲劳测试。相较于现有技术中的磁流变液疲劳测试设备，该磁流变液疲劳测试系统结构简单，易于操作，且在测试过程中可以对系统中的磁流变液取样检测，节约时间成本和金钱成本。

如图1至图6所示，该磁流变液疲劳测试系统包括测试装置100和磁流变液储存及取样装置200。其中，测试装置100主要包括测试缸1、线圈2和转动盘3，测试缸1中设置有磁流变液剪切区101，磁流变液剪切区101中流动有磁流变液，转动盘3的一端转动设置于磁流变液剪切区101中以剪切磁流变液，另一端伸出测试缸1用于与驱动装置连接；线圈2设于测试缸1上用于在磁流变液剪切区101中产生可变的磁场，磁流变液的流动方向(图3中的a线)与磁场的部分磁力线方向(图3中的b线)垂直。这与减振器内的实际工作状况类似，保证了在磁场作用下不断的剪切磁流变液，从而实现对磁流变液的疲劳测试。磁流变液储存及取样装置200与测试装置100连通，既可以不断地为测试装置100提供磁流变液，又可以在测试过程中对测试装置100中的磁流变液进行取样检测，显著降低时间成本和金钱成本。

具体地，如图2和图3所示，测试缸1包括缸体11、上固定盘12和下固定盘13，缸体11呈环形结构，上固定盘12和下固定盘13分别密封连接于缸体11的上部和下部，转动盘3与上固定盘12、下固定盘13和缸体11之间的间隙形成磁流变液剪切区101。优选地，上固定盘12密封连接于缸体11上部的内侧壁，下固定盘13密封连接于缸体11下部的内侧壁，以使上固定盘12的上表面与缸体11的上端面平齐，下固定盘13的下表面与缸体11的下端面平齐，提高测试缸1的整体性，有利于线圈2的安装。在本实施例中，缸体11由低磁导率的材料制成，上固定盘12和下固定盘13由高磁导率的材料制成，转动盘3由高磁导率的材料制成。

参考图6，线圈2设有两个，两个线圈2分别对称设置于缸体11的上端面和下端面。优选地，线圈2的外周面和缸体11的外周面共面。

进一步地，该磁流变液疲劳测试系统还包括多个硅钢片4，硅钢片4卡设于测试缸1和线圈2外部，用于为磁场提供通道。优选地，多个硅钢片4沿测试缸1的周向等圆心角均匀排布，以提高磁场的均匀性。

为实现硅钢片4的稳定装配，如图4和图5所示，该磁流变液疲劳测试系统还包括硅钢片固定座5，硅钢片固定座5连接于测试缸1上，硅钢片固定座5用于支撑固定硅钢片4。具体而言，硅钢片固定座5包括底座51和多个支撑板52，底座51连接于测试缸1上，多个支撑板52的高度相等且沿周向均匀布设于底座51的上表面，支撑板52的内侧壁与缸体11的外侧壁紧密贴合，实现测试缸1与硅钢片固定座5的过盈配合。相邻的两个支撑板52之间形成固定插槽，硅钢片4一一对应插设于固定插槽中，实现对硅钢片4的固定支撑。可选地，固定插槽的槽宽等于或略小于硅钢片4的厚度，提高对硅钢片4的支撑稳定性。优选地，硅钢片4的底端面抵接于底座51的上表面，进一步提高对硅钢片4的支撑稳定性。

进一步地，磁流变液疲劳测试系统还包括硅钢片固定环6，硅钢片固定环6设置于硅钢片固定座5的上方并箍设于多个硅钢片4的外周，硅钢片固定环6的下端面抵接于硅钢片固定座5的上端面，即抵接于多个等高的支撑板52的上端面，通过设置硅钢片固定环6可以防止多个硅钢片4向外散开。

在本实施例中，转动盘3的中轴线与测试缸1的中轴线重合，转动盘3包括盘体31和驱动柄32。其中，盘体31转动设置于测试缸1的内腔中，且与上固定盘12、下固定盘13和缸体11之间的间隙形成磁流变液剪切区101。驱动柄32的一端连接盘体31，另一端伸出测试缸1与驱动装置(图中未示出)连接，为转动盘3的转动提供动力。可选地，驱动装置为电机。优选地，盘体31与上固定盘12之间，以及盘体31与下固定盘13之间均设置有轴承9，保证转动盘3转动灵活。

可选地，磁流变液疲劳测试系统还包括磁流变液进口7和磁流变液出口8，磁流变液进口7开设于上固定盘12上，磁流变液进口7的一端通过管路与磁流变液储存及取样装置200连通，另一端与磁流变液剪切区101连通；磁流变液出口8开设于下固定盘13上，磁流变液出口8的一端与磁流变液剪切区101连通，另一端通过管路与磁流变液储存及取样装置200连通，实现磁流变液在测试装置100和磁流变液储存及取样装置200之间的循环流动。优选地，磁流变液进口7和磁流变液出口8成对设置有两组，分别对称设置于驱动柄32的两侧，通过对称设置两组磁流变液进口7和磁流变液出口8，能够提高磁流变液在磁流变液剪切区101中的流动均匀性，从而提高测试准确性。

优选地，如图1所示，磁流变液疲劳测试系统还包括磁流变液循环泵300，磁流变液循环泵300设置于磁流变液储存及取样装置200与测试装置100连通的管路中，由于磁流变液循环泵300的流量可调，因此，通过设置磁流变液循环泵300保证了磁流变液能在整个系统中以一定速度循环流动。本实施例中的磁流变液循环泵300设置于磁流变液储存及取样装置200与磁流变液进口7连通的管路中。

在本实施例中，上固定盘12与缸体11之间、下固定盘13与缸体11之间均设置有密封圈10，以保证测试缸1的密封性，防止磁流变液发生泄露。

优选地，转动盘3的驱动柄32与下固定盘13之间设置有旋转密封圈20，进一步提高测试缸1的密封性，防止磁流变液发生泄露。可选地，密封圈10和旋转密封圈20可以是O型密封圈或其它本领域常用形式的密封圈，本实施例对此不做具体限制。

需要说明的是，在磁流变液疲劳测试系统的工作过程中，线圈2会产生大量的热，可利用冷风机对整个系统进行降温处理。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种磁流变液疲劳测试系统，其特征在于，包括：

测试装置（100），包括测试缸（1）、线圈（2）和转动盘（3），所述测试缸（1）中设置有磁流变液剪切区（101），所述磁流变液剪切区（101）中流动有磁流变液，所述转动盘（3）的一端转动设置于所述磁流变液剪切区（101）中以剪切磁流变液，另一端伸出所述测试缸（1）用于与驱动装置连接；所述线圈（2）设于所述测试缸（1）上用于在所述磁流变液剪切区（101）中产生可变的磁场，所述磁流变液的流动方向与所述磁场的磁力线方向垂直；

磁流变液储存及取样装置（200），与所述测试装置（100）连通，用于为所述测试装置（100）提供磁流变液，以及用于在测试过程中进行取样；

还包括：磁流变液循环泵（300），设置于所述磁流变液储存及取样装置（200）与所述测试装置（100）连通的管路中；

还包括：多个硅钢片（4），所述硅钢片（4）卡设于所述测试缸（1）和所述线圈（2）外部，用于为所述磁场提供通道。

2.根据权利要求1所述的磁流变液疲劳测试系统，其特征在于，

多个所述硅钢片（4）沿所述测试缸（1）的周向等圆心角均匀排布。

3.根据权利要求2所述的磁流变液疲劳测试系统，其特征在于，还包括：

硅钢片固定座（5），连接于所述测试缸（1）上，所述硅钢片固定座（5）用于支撑固定所述硅钢片（4）。

4.根据权利要求3所述的磁流变液疲劳测试系统，其特征在于，所述硅钢片固定座（5）包括：

底座（51），连接于所述测试缸（1）上；

多个支撑板（52），沿周向均匀布设于所述底座（51）上，相邻的两个所述支撑板（52）之间形成固定插槽，所述硅钢片（4）一一对应插设于所述固定插槽中。

5.根据权利要求3所述的磁流变液疲劳测试系统，其特征在于，还包括：

硅钢片固定环（6），抵接于所述硅钢片固定座（5）的端面并箍设于所述硅钢片（4）外周，以防止所述硅钢片（4）散开。

6.根据权利要求1所述的磁流变液疲劳测试系统，其特征在于，所述测试缸（1）包括：

缸体（11），呈环形结构；

上固定盘（12）和下固定盘（13），分别密封连接于所述缸体（11）的上部和下部，所述转动盘（3）与所述上固定盘（12）、所述下固定盘（13）和所述缸体（11）之间的间隙形成所述磁流变液剪切区（101）；所述线圈（2）设有两个，两个所述线圈（2）分别对称设置于所述缸体（11）的上端面和下端面。

7.根据权利要求6所述的磁流变液疲劳测试系统，其特征在于，所述转动盘（3）包括相连接的：

盘体（31），与所述上固定盘（12）、所述下固定盘（13）和所述缸体（11）之间的间隙形成所述磁流变液剪切区（101）；

驱动柄（32），伸出所述测试缸（1）与所述驱动装置连接。

8.根据权利要求6所述的磁流变液疲劳测试系统，其特征在于，还包括：

磁流变液进口（7），开设于所述上固定盘（12）上，所述磁流变液进口（7）的一端与所述磁流变液储存及取样装置（200）连通，另一端与所述磁流变液剪切区（101）连通；

磁流变液出口（8），开设于所述下固定盘（13）上，所述磁流变液出口（8）的一端与所述磁流变液剪切区（101）连通，另一端与所述磁流变液储存及取样装置（200）连通。

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