用于测试MRE动态剪切力学性能的DMA用磁场发生装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于测试MRE动态剪切力学性能的DMA用磁场发生装置，属于动态热机械分析仪领域，以解决目前装置受铁芯温度影响而导致测试结果不准确的问题。包括：铁芯由两个边缘圆柱和中心圆柱主体组成，铁芯从线圈龙骨的内部中间穿过且铁芯露出线圈龙骨左右两端的长度相同，通电线圈缠绕在线圈龙骨上，左磁轭和右磁轭均为L形，左磁轭与右磁轭对称，左磁轭和右磁轭竖直部分的上端分别套在露出线圈龙骨左侧和右侧的中心圆柱主体上，左磁轭和右磁轭的水平端与DMA的样品夹具对齐，倒U形铁芯吊架开口侧的两端分别与左磁轭和右磁轭竖直部分的上部连接，倒U形铁芯吊架密闭端的中部通过螺栓和螺母与支座横梁连接，支座横梁通过紧固螺钉固定在支座上。

Magnetic field generator for DMA used to test dynamic shear mechanical properties of MRE

The invention provides a magnetic field generating device for DMA used for testing the dynamic shear mechanical properties of MRE, belonging to the field of dynamic thermomechanical analyzer, so as to solve the problem that the current device is affected by the core temperature and the test result is inaccurate. It includes: the iron core is composed of two edge columns and the main body of the central cylinder. The iron core passes through the inner middle of the coil keel and the length of the iron core exposed to the left and right ends of the coil keel is the same. The energized coil is wound on the coil keel. The left yoke and the right yoke are L-shaped, and the left yoke and the right yoke are symmetrical. The upper ends of the vertical parts of the left yoke and the right yoke are respectively sleeved on the left side and the right side of the exposed coil keel On the main body of the center cylinder on the right side, the horizontal ends of the left yoke and the right yoke are aligned with the sample fixture of DMA, the two ends of the open side of the inverted U-shaped iron core hanger are respectively connected with the upper part of the vertical part of the left yoke and the right yoke, the middle part of the closed end of the inverted U-shaped iron core hanger is connected with the support crossbeam by bolts and nuts, and the support crossbeam is fixed on the support by fastening screws.

【技术实现步骤摘要】
用于测试MRE动态剪切力学性能的DMA用磁场发生装置
本专利技术涉及动态热机械分析仪
，尤其涉及一种用于测试MRE动态剪切力学性能的DMA用磁场发生装置。
技术介绍
MRE(Magnetorheologicalelastomers，磁流变弹性体)是一种新型的磁流变智能材料，它主要由高分子粘弹性体与软磁颗粒组成，其弹性模量可以通过外加磁场进行快速、可逆的控制。它因克服了磁流变液易沉降、稳定性差等缺点而在实际振动控制中得到广泛应用。MRE最重要的性能参数是它的磁控性能部分，其中动态剪切力学性能最能反映该材料在实际使用条件下的情况，因而对MRE的动态剪切力学性能进行测试具有十分重要的意义。DMA(动态热机械分析仪)是目前已经商业化的粘弹性体动态力学测试系统。粘弹体的剪切储能模量和损耗模量等会随着DMA测试的频率、温度、应力等因素变化而变化。而MRE因具有磁控性能，上述特性还会随着磁场的变化而发生显著的变化。综上，在测试试MRE动态剪切力学性能时，需要通过DMA来实现并要求DMA处于一定的磁场中。目前存在的测试MRE的动态剪切力学性能的DMA用磁场发生装置，是将MRE样品与电磁线圈铁芯直接相粘结。然而，在测试过程中，铁芯会随着电流的增大而温度逐渐升高，进而使MRE样品的温度也升高，导致测试结果不准确。
技术实现思路
为解决目前的DMA用磁场发生装置在测试MRE的动态剪切力学性能会受铁芯温度影响而导致测试结果不准确的技术问题，本专利技术提供一种用于测试MRE动态剪切力学性能的DMA用磁场发生装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种用于测试MRE动态剪切力学性能的DMA用磁场发生装置，其包括铁芯、线圈龙骨、通电线圈、左磁轭、右磁轭、倒U形铁芯吊架、支座横梁和支座，其中：所述铁芯由中心圆柱主体和两个边缘圆柱组成，两个边缘圆柱分别与中心圆柱主体的两端连接为一个整体，铁芯从线圈龙骨的内部中间穿过且铁芯的中心圆柱主体露出线圈龙骨左右两端的长度相同，通电线圈缠绕在线圈龙骨上，左磁轭和右磁轭均为L形，左磁轭与右磁轭对称，左磁轭和右磁轭竖直部分的上端分别套在露出线圈龙骨左侧和右侧的中心圆柱主体上，左磁轭和右磁轭的水平端与DMA的样品夹具对齐，倒U形铁芯吊架开口侧的两端分别与两个边缘圆柱连接，倒U形铁芯吊架密闭端的中部通过螺栓和螺母与支座横梁连接，所述支座横梁通过紧固螺钉固定在支座上。可选地，所述支座横梁中间设置有矩形导向槽，螺栓穿过矩形导向槽及倒U形铁芯吊架密闭端的中部设置的通孔后通过螺母与支座横梁连接。可选地，所述线圈龙骨的左右两端还设置有线圈限位挡板。可选地，所述左磁轭和右磁轭的水平端为圆柱体或多边形柱体。可选地，所述铁芯、左磁轭和右磁轭的材料均为软磁材料。可选地，所述线圈龙骨的材料为胶木材料。可选地，所述倒U形铁芯吊架的材料为不导磁材料。本专利技术的有益效果是：通过设置铁芯、线圈龙骨、通电线圈、左磁轭、右磁轭、倒U形铁芯吊架、支座横梁和支座等结构，并设置左磁轭和右磁轭的水平端与DMA的样品对齐，确保当通电线圈中的电流变化使铁芯温度升高时，由于铁芯未与MER样品直接接触，因而不至于导致MER样品的温度升高，从而避免了MRE的动态剪切力学性能会受铁芯温度影响，进而可以确保测量结果比较准确。附图说明图1是本专利技术与MER样品及DMA的样品夹具之间的连接关系示意图。图2是本专利技术中支座横梁与支座之间的连接关系示意图。图3是应用本专利技术进行实际测试时，MRE样品的剪切储能模量和损耗模量随磁场强度变化的曲线图。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步地详细描述。如图1和图2所示，本实施例中的用于测试MRE动态剪切力学性能的DMA用磁场发生装置，其包括铁芯1、线圈龙骨2、通电线圈3、左磁轭4、右磁轭10、倒U形铁芯吊架5、支座横梁6和支座7，其中：所述铁芯1由中心圆柱主体和两个边缘圆柱组成，两个边缘圆柱分别与中心圆柱主体的两端连接为一个整体，铁芯1从线圈龙骨2的内部中间穿过且铁芯1的中心圆柱主体露出线圈龙骨2左右两端的长度相同，通电线圈3缠绕在线圈龙骨2上，左磁轭4和右磁轭10均为L形，左磁轭4与右磁轭10对称，左磁轭4和右磁轭10竖直部分的上端分别套在露出线圈龙骨2左侧和右侧的中心圆柱主体上，左磁轭4和右磁轭10的水平端与DMA的样品夹具8对齐，倒U形铁芯吊架5开口侧的两端分别与两个边缘圆柱连接，两个边缘圆柱插在倒U形铁芯吊架5开口侧两端的凹槽中，倒U形铁芯吊架5密闭端的中部通过螺栓12和螺母15与支座横梁6连接，所述支座横梁6通过紧固螺钉13固定在支座7上。左磁轭4和右磁轭10分别完全套住铁芯1的中心圆柱主体两端露出的部分，以基本保证全部磁场传输到MER样品9上。支座横梁6用于悬挂整个磁场装置的核心部分，即铁芯1、线圈龙骨2、通电线圈3、左磁轭4、右磁轭10和倒U形铁芯吊架5。支座7用于支撑整个装置，使整个装置保持平衡。可选地，所述支座横梁6中间设置有矩形导向槽14，螺栓12穿过矩形导向槽14及倒U形铁芯吊架5密闭端的中部设置的通孔后通过螺母15与支座横梁6连接。可选地，所述线圈龙骨2的左右两端还设置有线圈限位挡板11，以防止通电线圈3的内部线圈松弛，导致通电线圈3产生的磁场强度降低。其中，所述左磁轭4和右磁轭10的水平端为圆柱体或多边形柱体，以适用不同形状的DMA的样品夹具，确保在测试时能够获得合适的磁场。当DMA的样品夹具8为圆柱形时，左磁轭4和右磁轭10的水平端为圆柱体；当DMA的样品夹具8为多边形柱体时，左磁轭4和右磁轭10的水平端为多边形柱体。可选地，所述铁芯1、左磁轭4和右磁轭10的材料均为软磁材料，以提高磁路效率。所述线圈龙骨2的材料为胶木材料，可以有效防止通电线圈3产生的热量通过铁芯1、左磁轭4和右磁轭10传递到MER样品9上。倒U形铁芯吊架5的材料为不导磁材料，以防止造成磁场强度损失。本专利技术在使用时，先将MER样品9夹在DMA的样品夹具8上，松开紧固螺钉13以调整支座横梁6在支座7上的高低位置至合适位置，使左磁轭4和右磁轭10的水平端与DMA的样品夹具8对齐，确保磁场可以传输到MRE样品9上后，拧紧紧固螺钉13。接下来，通过高斯计得到MER样品9所受到的磁场强度大小随电流的变化关系，然后通过控制通电线圈3所通入的电流大小来控制磁场强度的大小，并通过DMA来完成对MER样品动态剪切力学性能的测试。如图3所示，其为实际测试时，MRE样品9在不同磁场强度下的储能模量、损耗模量的变化曲线图。由图3可得，本专利技术所产生的最大磁场强度达到了700mT以上，已满足目前MRE的测试需求。另外，本专利技术还在测试MRE在不同磁场强度下的储能模量和损耗模量的同时，通过温度计测量了MER样品9的温度随电流的增大变化，试验发现，MER样品9的温度随电流的增大变化很小，在允许精度范围之内。由此可得，本专利技术可以确保MER样品9的温度受电流变化影响较小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测试MRE动态剪切力学性能的DMA用磁场发生装置，其特征在于，包括铁芯(1)、线圈龙骨(2)、通电线圈(3)、左磁轭(4)、右磁轭(10)、倒U形铁芯吊架(5)、支座横梁(6)和支座(7)，其中：/n所述铁芯(1)由中心圆柱主体和两个边缘圆柱组成，两个边缘圆柱分别与中心圆柱主体的两端连接为一个整体，铁芯(1)从线圈龙骨(2)的内部中间穿过且铁芯(1)的中心圆柱主体露出线圈龙骨(2)左右两端的长度相同，通电线圈(3)缠绕在线圈龙骨(2)上，左磁轭(4)和右磁轭(10)均为L形，左磁轭(4)与右磁轭(10)对称，左磁轭(4)和右磁轭(10)竖直部分的上端分别套在露出线圈龙骨(2)左侧和右侧的中心圆柱主体上，左磁轭(4)和右磁轭(10)的水平端与DMA的样品夹具(8)对齐，倒U形铁芯吊架(5)开口侧的两端分别与两个边缘圆柱连接，倒U形铁芯吊架(5)密闭端的中部通过螺栓(12)和螺母(15)与支座横梁(6)连接，所述支座横梁(6)通过紧固螺钉(13)固定在支座(7)上。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于测试MRE动态剪切力学性能的DMA用磁场发生装置，其特征在于，包括铁芯(1)、线圈龙骨(2)、通电线圈(3)、左磁轭(4)、右磁轭(10)、倒U形铁芯吊架(5)、支座横梁(6)和支座(7)，其中：
所述铁芯(1)由中心圆柱主体和两个边缘圆柱组成，两个边缘圆柱分别与中心圆柱主体的两端连接为一个整体，铁芯(1)从线圈龙骨(2)的内部中间穿过且铁芯(1)的中心圆柱主体露出线圈龙骨(2)左右两端的长度相同，通电线圈(3)缠绕在线圈龙骨(2)上，左磁轭(4)和右磁轭(10)均为L形，左磁轭(4)与右磁轭(10)对称，左磁轭(4)和右磁轭(10)竖直部分的上端分别套在露出线圈龙骨(2)左侧和右侧的中心圆柱主体上，左磁轭(4)和右磁轭(10)的水平端与DMA的样品夹具(8)对齐，倒U形铁芯吊架(5)开口侧的两端分别与两个边缘圆柱连接，倒U形铁芯吊架(5)密闭端的中部通过螺栓(12)和螺母(15)与支座横梁(6)连接，所述支座横梁(6)通过紧固螺钉(13)固定在支座(7)上。


2.根据权利要求1所述的用于测试MRE动态剪切力学性能的DMA用磁场发生装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张腊，张玲秀，张琼，
申请(专利权)人：晋中职业技术学院，
类型：发明
国别省市：山西;14