电流变液材料在电场作用下,将发生电流变效应,即液体的流动阻力或剪切应力将随电场的变化逐步发生变化。这一过程可以用以下的公式来描述,即
式中:τ—液体流动时所产生的剪切应力
τR—ER 液体在电场作用下的电致屈服应力
u0—基液的黏度
dv/dh—液体在与流动垂直方向上、单位距离的剪切速率
在零电场下,τR=0,此时的电流变液体具有牛顿流体的性质,即u0 保持为常数,τ随dv/dh 的增大而增大。当施加电场后,τR(E)逐步增大,此后的τ由两部分组成,流体具有Gingham(宾汉)流体的性质。当电场足够大时,τR(E)趋向无穷大,液体固化,液流截止。
电流变效应具有以下几个重要特点:
(1)在电场作用下,电流变液体的表观黏度可随场强的增大而增大(或变稠),甚至在某一种电场强度下,达到停止或固化。电场消除后,电流变液体又可恢复到原始的黏度。
(2)可控性:在电场作用下,电流变液的表观黏度的变化以及液固间属性的转换是可控的,这种控制可以是人为的或自动的。
(3)可逆性:在电场作用下,电流变液体的属性由液态至固态的转换是可逆的。
(4)频响时间短:单相电流变液正、逆向变化一次性态所需时间在3~10s 以下。
(5)能耗小:一般只需几瓦到几十瓦功率的直流电源,就能满足工程应用的需要。
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