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研究生: 謝岱穎
Hseih, Tai-Ying
論文名稱: 磁性流變流體之調製及其物性之研究
The Manufacture and Physical Investigation of Magnetorheological Fluid
指導教授: 徐德修
Hsu, Te-Hsiu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 94
中文關鍵詞: 磁性流變流體半主動控制系統磁性微粒防沈劑界面活性劑
外文關鍵詞: surfactants, thixotropic agent, magnetic micro-particles, semi-active control system, magnetorheological fluid
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  •   結構物的半主動控制系統以少量的能量驅動訊號,產生阻尼力,達到主動控制的效果,並且具有調整性,綜合了被動控制系統與主動控制系統的優點,其中磁流變阻尼器之應用為其典型之代表。

      磁性流變流體(magnetorheological fluid簡稱MR fluid)在工業界上應用廣泛,尤其以機械、化工和光電工業上為最。由1960年代中期發展至今,已經開發出多種製造磁性流變流體的方法,其中主要材料是以磁性微粒、載液和界面活性劑組成。但這些製程都有著程序相當繁複以及製造成本昂貴的共同點,導致無法應用在結構物等磁流變阻尼器的大型腔體之應用需求上。

      本論文以價格經濟及配方簡單為導向,以防沈劑代替界面活性劑,開發出製程及配方皆不同於以往的磁性流變流體,不但成本大幅下降了20倍,也可達到大量生產之目的,使其可以應用在結構物磁流變阻尼器的大型腔體中,當可大大提升半主動控制系統之務實可行性。

      The sugnal of structural semi-active control system can be driven by small amount energy to induce damping force, and its regulative property can provide the system acted as active control system.Magnetorheological Damper, synthesizing the advantages of both active and passive control system, is the most typical device for the semi-active control system.
     
      The magnetorheological fluid (MR fluid) is extensively applied, especially in the enginnering, chemical, and photoelectric industries.Today, there have been various methods for producing magnetorheological fluid, since initially developed in 1960s.The main materials involved are nothing but magnetic micro-particles,based fluids,and surfactants,etc. However,the existing processes of producing are usually relatively complicated and the cost is very high. Owing to these disadvantages,such kind of MR fluid products certainly will not meet the needs of MR damper with big chambers.

      Based on low price and simple formula, surfactants is replaced by thixotropic agent to produce a new kind of MR fluid.According to propose manufacturing formula,MR fluid can be plenty produced with about one-twentieth cost when compare to existing market products. It results to meet the needs of MR dampers and the application feasibility of the semi-active structural control system can be surely increased.

    目錄 中文摘要 Ⅰ ABSTRACT Ⅱ 誌謝 Ⅲ 目錄 Ⅳ 表目錄 Ⅷ 圖目錄 Ⅸ 符號說明 XV 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機 5 1.3 磁性流變流體文獻回顧 8 1.3.1磁性流變流體發展歷史 8 1.3.2磁性流變流體的製造方法簡介 9 第二章 磁性流變流體之性質 13 2.1 膠體溶液簡介 13 2.1.1膠體狀態 13 2.1.2膠體分散溶液 14 2.1.3膠體粒子形狀即可撓性 15 2.1.4膠體溶液之沈降現象 16 2.2 磁性流變流體之基本原理 19 2.2.1磁性流變流體之材料 19 2.2.2界面活性劑簡介 22 2.2.3磁性微粒子間的作用力 23 2.3 磁性流變流體之特性 28 第三章 磁性流變流體之調製 32 3.1 實驗設備介紹 32 3.2 以Span-80調製磁性流變流體 36 3.2.1調製方法 36 3.2.2調製步驟 36 3.2.3結果探討 38 3.3 以防沈劑調製磁性流變流體 41 3.3.1調製方法 41 3.3.2調製步驟 41 3.3.3結果探討 44 3.4 各種劑量對磁性流變流體之影響 47 3.4.1實驗方法 47 3.4.2實驗步驟 48 3.4.3實驗結果 58 3.5 磁性流變流體黏度與時間的關係 61 3.5.1實驗方法 61 3.5.2實驗步驟 61 3.5.3實驗結果 65 第四章 磁性流變流體物理性質實驗 67 4.1 磁性流變流體與外加磁場之關係 67 4.1.1實驗方法 67 4.1.2實驗步驟 67 4.1.3實驗結果 71 4.2 磁性微粒沈澱對磁流變阻尼器之影響 73 4.2.1實驗方法 73 4.2.2實驗步驟 73 4.2.3實驗結果 78 4.3 磁性微粒含量與阻抗力之關係 80 4.3.1實驗方法 80 4.3.2實驗步驟 80 4.3.3實驗結果 83 第五章 結論與建議 85 5.1 結論 85 5.2 建議 88

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    校外:2005-08-12公開
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