發(fā)布時間：2024-05-19 22:48

　　剪切增稠液(Shear Thickening Fluid,即STF),是一種非常典型的非牛頓流體,其表觀黏度會隨著剪切速率(或剪切應(yīng)力)的上升而增加,這種行為被定義為剪切增稠(Shear Thickening,即ST)行為。在承受沖擊載荷時,某些剪切增稠液的黏度甚至能增加近百倍,同時其具備響應(yīng)快速靈敏、外加載荷卸載后能自主修復(fù)的特點(diǎn)。因此,在減振抗振、人體防護(hù)、降低噪聲、表面拋光等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。剪切增稠液通常是一種懸浮溶液體系,其流變性能與懸浮顆粒的類型、形狀、體積分?jǐn)?shù)等密切相關(guān)。目前,針對STF的性能的實(shí)驗(yàn)分析大多關(guān)注其宏觀流變行為與微觀組成成份之間的相互關(guān)系,缺乏對其剪切增稠行為的微觀演化機(jī)制的認(rèn)識。因此,本項(xiàng)研究將基于分子動力學(xué)、耗散粒子動力學(xué)等動力學(xué)微觀分析方法,對不同顆粒懸浮溶液體系的剪切增稠行為進(jìn)行分析,探討其產(chǎn)生的微觀機(jī)理,并對影響其性能的因素進(jìn)行研究。具體工作內(nèi)容如下:1.基于隨機(jī)旋轉(zhuǎn)動力學(xué)-分子動力學(xué)混合模型的連續(xù)剪切增稠中的微觀結(jié)構(gòu)演化與性能表征。針對連續(xù)剪切增稠行為,基于隨機(jī)旋轉(zhuǎn)動力學(xué)-分子動力學(xué)方法建立了剪切增稠液的二維模型,并通過Muller-Pla...

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－２經(jīng)典的剪切增稠液的黏度－剪切速率變化曲線＾??

ｓｈｅａｒ?ｒａｔｅ?（ｓ?＇）?ｓｈｅａｒ?ｒａｔｅ?（ｓ＇１）??圖１－１流體根據(jù)表觀黏度與剪切速率關(guān)系的分類：牛頓流體、剪切變稀流體、剪切增稠流??體［１６］??研究人員根據(jù)流體的分類，采用了描繪流體通用的Ｏｓｔｗａｌｄ－ｄｅＷａｌｅ冪律函??數(shù)（Ｏｓｔｗａｌｄ－ｄｅＷａｌ....

圖１－３剪切增稠液顆粒直徑對臨界剪切速率的影響??

來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)懸浮液剪切增稠性能得到符合機(jī)械應(yīng)用需求的剪切應(yīng)力［４８］。??Ｂａｒｎｅｓ也通過對前人工作的總結(jié)，得出了當(dāng)懸浮液中顆粒直徑范圍為１０ｎｍ－??ｌＯＯｔｒｎｉ時的流變性能隨粒徑變化曲線，具體結(jié)果如圖１－３所示［２４］。雖然在一些??細(xì)節(jié)部分會存在較大的差異，但總體吻合ｔ的....

圖１＊４不同長徑比的碳酸鈣顆粒的ＳＥＭ圖像：（ａ）?２／１；?（ｂ）?４／１；?（ｃ）?７／ｌ【２１］??

切增稠液后，就很難再針對顆粒的特點(diǎn)進(jìn)行修正。因此，更多的研宄者采用的是??調(diào)整剪切增稠液中固體顆粒的體積分?jǐn)?shù)，來實(shí)現(xiàn)對懸浮液的流變性能的修正。如??圖１－５所示，隨著體積分?jǐn)?shù)的增加，懸浮液也伴隨著從牛頓流體到連續(xù)剪切增稠??狀態(tài)，再到非連續(xù)剪切增稠狀態(tài)的變化［５６，５７］。從圖１....

圖１－５?（ａ）不同體積分?jǐn)?shù)的懸浮液中表觀黏度隨剪切速率的變化［５６ｌ?（ｂ）不同體積??分?jǐn)?shù)的懸浮液中表觀黏度隨剪切應(yīng)力的變化［５？５??

多地選擇采用粒徑均一、單分散性良好的球形顆粒。??■■■??圖１＊４不同長徑比的碳酸鈣顆粒的ＳＥＭ圖像：（ａ）?２／１；?（ｂ）?４／１；?（ｃ）?７／ｌ【２１］??３）懸浮液組分的影響??雖然分散相顆粒本身存在這么多可控調(diào)控的地方，但一旦制備完成調(diào)配成剪??切增稠液后，就很難再....

本文編號：3978567