一种磁流变抛光液流变性测试装置，其特征在于：它包括计算机（１）、支架（２）以及固定于支架（２）上的扭矩测量装置（３）、磁场发生装置、剪切机构（４）和驱动机构，扭矩测量装置（３）、磁场发生装置和驱动机构与计算机（１）相连，装设于磁场发生装置中的剪切机构（４）包括剪切环（１２）和固定环（１１），剪切环（１２）位于固定环（１１）的上方，剪切环（１２）和固定环（１１）上的外圆周处分别设有具有一定高度的剪切环边沿（２２）和固定环边沿（２１），剪切环边沿（２２）和固定环边沿（２１）之间形成用来存储磁流变抛光液的储液凹槽（１８），呈盘状的剪切环（１２）中心处上方设有与驱动机构相连的旋转轴（２０），固定环（１１）的中心处下方设有与扭矩测量装置（３）相连的连接轴（１９）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及到磁流变抛光的
，特指一种磁流变抛光液流变性测试装置。技术背景磁流变抛光液(Magnetorheological polishing fluid)由载液(如水，矿物油，硅油 等)、磁敏微粒、表面活性剂、抛光颗粒及具有其他功能的添加剂组成。磁流变抛光液的 流变性是指其在外磁场作用下变硬，具有类似于"固体"的性质。外加的磁场强度越大， 磁流变抛光液的硬度也越大，在撤掉磁场作用后，磁流变抛光液又能迅速恢复液体状态。 磁流变抛光(Magetorheological Finishing)技术正是利用磁流变抛光液在磁场中的流变 性，通过控制外磁场对磁流变抛光液的剪切屈服应力和局部形状来进行实时控制，创造 一个能够与被加工光学表面相吻合的"柔性抛光模"，实现对光学玻璃等材料的抛光加 工。磁流变抛光液流变性能的好坏直接影响到磁流变抛光的成败，同时对磁流变抛光液 流变性的定量描述也是建立磁流变抛光数学模型的基础。因此实现对磁流变抛光液流变 性的定性定量测量具有非常重要的意义。磁流变抛光是一种新兴的光学加工技术，其相关的技术都还不成熟，特别是对磁流 变抛光液的定量测量基本上是空白。对磁流变抛光液的定量测量就是得到其在相应磁场 强度和剪切速率下的剪切应力。国内基本上是套用对磁流变液(Magnetorheological fluid)的测量手段，而对磁流变液的定量测量也没有专门的仪器， 一般是采用一些简单 的装置或者对流变仪进行改装进行初步的测量，如重庆大学、中科大等都是通过对传统 的流变仪进行改装来对磁流变液进行测量。经对现有技术文献的检索发现，中国专利号 01113648.0，专利技术名称磁流变液流变特性的测试系统，该专利技术采用的是双平板的剪切 机构，中国专利申请号200510029654.8，专利技术名称磁流变液流变特性测量系统，该 系统也是对传统流变仪的改进。国外也发展了一些设备来测试磁场作用下的磁流变液的 屈服应力，如德国Paar Physica公司的商用磁流变液测试系统MR-100-450等。磁流变 液根据组成和性能的不同种类比较多，而并不是每种磁流变液都可以用于抛光，同时由 于磁流变抛光液和磁流变液在应用时所外加的磁场形式等方面的不同，所以现有的方法 不能满足对磁流变抛光液进行流变性定量测试的要求，也没有对磁流变抛光液的流变性进行定量测试的设备。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题就在于针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种结构 简单紧凑、成本低廉、控制方便、测试稳定且精度高的磁流变抛光液流变性测试装置。为解决上述技术问题，本专利技术提出的解决方案为 一种磁流变抛光液流变性测试装 置，其特征在于它包括计算机、支架以及固定于支架上的扭矩测量装置、磁场发生装 置、剪切机构和驱动机构，扭矩测量装置、磁场发生装置和驱动机构与计算机相连，装 设于磁场发生装置中的剪切机构包括剪切环和固定环，剪切环位于固定环的上方，剪切 环和固定环上的外圆周处分别设有具有一定高度的剪切环边沿和固定环边沿，剪切环边 沿和固定环边沿之间形成用来存储磁流变抛光液的储液凹槽，呈盘状的剪切环中心处上 方设有与驱动机构相连的旋转轴，固定环的中心处下方设有与扭矩测量装置相连的连接 轴。所述磁场发生装置包括铁芯、上磁极、下磁极、线圈以及直流稳流电源，所述铁芯 由上横梁、下横梁以及位于上横梁和下横梁之间的左立柱和右立柱，与直流稳流电源相 连的线圈绕设于右立柱上，左立柱的中段处由上至下分成两截，上磁极和下磁极相对固 定于左立柱上两截的端面，剪切机构设置于上磁极和下磁极之间。所述左立柱的上、下两截以及上磁极和下磁极上开设有对应的通孔，剪切环的旋转 轴穿设于通孔内并与驱动机构相连，固定环的连接轴穿设于通孔内并与扭矩测量装置相 连。所述固定环的底部为一环槽，环槽通过两根或两根以上的筋板与连接轴相连，所述 下磁极的底部开设有与筋板配合的凹槽。与现有技术相比，本专利技术的优点就在于1、 本专利技术磁流变抛光液流变性测试装置，结构简单紧凑、成本低廉、控制方便、测 试稳定且精度高，可以完成对磁流变抛光液的定量测试，填补了磁流变抛光液定量测试 的空白；2、 本专利技术磁流变抛光液流变性测试装置，采用特殊形状的磁极结构，可以在储液凹 槽处产生与磁流变抛光相似的"鼓包"形磁场，磁场发生装置采用直流稳流电源为线圈 提供电流，可以准确控制所产生的磁场强度的大小，因此使得测量装置在测量区域的磁 场完全模拟实际抛光时的磁场，从而能够提供准确的磁流变抛光液流变性数据；3、 本专利技术磁流变抛光液流变性测试装置，采用特殊结构的剪切机构，剪切环类似于磁流变抛光中的抛光轮，通过旋转轴与驱动装置相连，实现无级调速，从而可以得到与 实际加工时抛光轮相同剪切速率下的剪切应力，且该机构简单、装拆方便，可以根据应 用需要更换剪切机构和相应的磁极来测量不同磁场条件下的磁流变液的流变性；4、本专利技术磁流变抛光液流变性测试装置，所提供的测试数据可以为磁流变抛光液的 配置和磁流变抛光的数学建模提供定量依据。 附图说明图1是本专利技术测试装置的框架结构示意图； 图2是本装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例中剪切机构和磁极装配的剖视结构示意图；图4是本专利技术实施例中剪切机构固定环和下磁极装配的剖视结构示意图；图5是本专利技术实施例中剪切机构剪切环和上磁极装配的剖视结构示意图；图6是本专利技术实施例中磁场发生装置的立体结构示意图；图7是磁场发生装置所产生磁场的示意图；图8是磁场发生装置所产生磁场磁力线分布的仿真示意图；图9是磁场发生装置所产生磁场的实际测量结果曲线示意图；图10是本专利技术实施例对磁流变抛光液在不同磁场强度下的测试结果曲线示意图。 图例说明1、计算机2、支架3、扭矩测量装置4、剪切机构5、铁芯6、线圈8、联轴器9、伺服电机10、下磁极11、固定环12、剪切环13、上磁极14、筋板15、凹槽16、第一接线柱17、第二接线柱18、储液凹槽19、连接轴20、旋转轴21、固定环边沿22、剪切环边沿23、通孔51、上横梁52、下横梁53、左立柱54、右立柱具体实施方式以下将结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。参见图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本专利技术的一种磁流变抛光液流变性 测试装置，它包括计算机l、支架2以及固定于支架2上的扭矩测量装置3、磁场发生装 置、剪切机构4和驱动机构，扭矩测量装置3、磁场发生装置和驱动机构与计算机1相连， 装设于磁场发生装置中的剪切机构4包括剪切环12和固定环11，剪切环12位于固定环 11的上方，剪切环12和固定环11上的外圆周处分别设有具有一定高度的剪切环边沿22 和固定环边沿21,剪切环边沿22和固定环边沿21之间形成用来存储磁流变抛光液的储 液凹槽18，呈盘状的剪切环12中心处上方设有与驱动机构相连的旋转轴20,固定环ll 的中心处下方设有与扭矩测量装置3相连的连接轴19。其中，支架2主要为其他部件提 供支撑，由非磁性材料加工而成，在保证刚度的同时不要影响磁场发生装置所产生的磁 场的形状。剪切机构4置于磁场发生装置的内部， 一方面为测试的磁流变抛光液提供存 储容器，另一方面对发生流变性变化的磁流变抛光液进行剪切，剪切环12和固定环11 均采用不导磁材料制成。驱动机构采用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁流变抛光液流变性测试装置，其特征在于：它包括计算机（１）、支架（２）以及固定于支架（２）上的扭矩测量装置（３）、磁场发生装置、剪切机构（４）和驱动机构，扭矩测量装置（３）、磁场发生装置和驱动机构与计算机（１）相连，装设于磁场发生装置中的剪切机构（４）包括剪切环（１２）和固定环（１１），剪切环（１２）位于固定环（１１）的上方，剪切环（１２）和固定环（１１）上的外圆周处分别设有具有一定高度的剪切环边沿（２２）和固定环边沿（２１），剪切环边沿（２２）和固定环边沿（２１）之间形成用来存储磁流变抛光液的储液凹槽（１８），呈盘状的剪切环（１２）中心处上方设有与驱动机构相连的旋转轴（２０），固定环（１１）的中心处下方设有与扭矩测量装置（３）相连的连接轴（１９）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：戴一帆，李圣怡，彭小强，石峰，胡皓，解旭辉，王建敏，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：43
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