磁流变弹性体微观预结构调控机理及宏观力磁耦合性质研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11602242
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0808.多场耦合与智能结构力学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Magnetorheological elastomer (MRE) is a kind of smart magneto-sensitive materials, which composes of magnetic particles and magnetically insensitive polymer matrix. The mechanical properties (e.g. stiffness, modulus, damping, etc.) of MRE can be altered by adjusting external magnetic field and thus makes MRE have much potential application in the fields of vibration control, magneto-dependent sensor design, etc. The macroscopic mechanical properties of MRE are strongly correlated with the microscopic particle-assembled structure of MRE. But the microstructure- based mechanism governing the macroscopic property of MRE has not been identified clearly. Given that, this research proposal attempts to study the particle aggregation of MRE in curing process, and then to reveal the microstructure-based mechanism of the macroscopic performance of MRE. Firstly, the analytical model of MRE will be constructed and the particle aggregation process will be studied by using particle dynamics simulation. As a result, the post-curing three-dimensional microstructure of MRE will be given. Successively, based on the post-curing microstructure, the magneto-mechanical coupling property of MRE will be computationally predicted by using finite element method and then comparatively studied by experimental test. Consequently, the relationship between the MRE’s macroscopic magneto-mechanical property and its microstructure will be further investigated. The implementation of this proposal will benefit the material preparation and the performance optimization of MRE, and go further to promote the MRE’s application in vibration control and magneto-dependent sensor design.
磁流变弹性体是一类力学性质(如刚度、模量、阻尼等)可通过外磁场进行调控的智能材料,其在结构振动控制、磁敏传感器设计等领域具有巨大的应用潜力。磁流变弹性体的宏观力学性质依赖于其微观磁敏颗粒聚集结构,但目前对支撑其宏观力学性质的微观结构机理的认识尚不明确。与现有研究相比,本项目不再直接对磁流变弹性体的微观颗粒聚集结构进行假定,而是拟应用颗粒动力学方法,重点研究磁流变弹性体在预结构过程中内部磁敏颗粒的运动机制及外磁场对颗粒聚集结构的调控机理。进而给出预结构成型后的三维微观磁敏颗粒聚集结构,并以该微观结构为基础,应用有限元方法对磁流变弹性体宏观的力磁耦合性质进行计算分析。然后对计算结果进行实验验证,以探究磁流变弹性体宏观力磁耦合性质与其微观磁敏颗粒聚集结构的关系。研究成果能够用于指导磁流变弹性体的材料制备和性能优化,可为进一步发展基于磁流变弹性体的振动控制技术和磁敏传感技术奠定基础。

结项摘要

本项目致力于掌握磁流变弹性体在预结构制备过程中内部磁敏颗粒的运动机制和外磁场对颗粒聚集结构的调控机制,揭示磁流变弹性体物理性质和其内部磁敏颗粒聚集结构之间的关系。项目研究了磁流变弹性体预结构制备过程中的磁性颗粒运动力学模型,考察了不同外磁场、不同磁性颗粒体积分数、不同基体粘度以及不同基体屈服强度对磁流变弹性体材料微观结构的影响。研究中应用颗粒动力学方法,成功地模拟了磁流变弹性体在预结构制备过程中微观磁性颗粒聚集结构的演化过程,给出了预结构成型后磁流变弹性体二维和三维微观结构模型。进而采用有限元分析方法,对磁流变弹性体的力学和传热学性质进行了计算分析。揭示了磁流变弹性体各向异性物理性质的微观结构基础。项目研究结果能够指导磁流变弹性体的材料制备和性能优化,并为进一步发展基于磁流变弹性体的振动控制和磁敏传感技术奠定基础。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(2)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Magneto-dependent stress relaxation of magnetorheological gels
磁流变凝胶的磁依赖性应力松弛
  • DOI:
    10.1088/1361-665x/aa89ac
  • 发表时间:
    2017-11-01
  • 期刊:
    SMART MATERIALS AND STRUCTURES
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Xu, Yangguang;Liu, Taixiang;Lubineau, Gilles
  • 通讯作者:
    Lubineau, Gilles

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其他文献

静/动态刻蚀对熔石英表面质量和激光损伤的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    应用光学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王志强;杨科;李源;严鸿维;袁晓东;张丽娟;刘太祥
  • 通讯作者:
    刘太祥
磁敏智能软材料及磁流变机理研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    力学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许阳光;龚兴龙;万强;刘太祥;宣守虎
  • 通讯作者:
    宣守虎
眼组织生物力学的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    国际眼科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蔡友欢;李海祥;刘太祥;许小英;应晔
  • 通讯作者:
    应晔
外源性硫化氢调节视神经萎缩相关蛋白1(OPA1)表达对视网膜缺血-再灌注损伤的保护作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    《眼科新进展》
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    白雪;罗鑫;刘太祥
  • 通讯作者:
    刘太祥
The magneto-dependent stress relaxation of magnetorheological gels
磁流变凝胶的磁依赖性应力松弛
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Smart Materials and Structures
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    许阳光;刘太祥;廖国江;Gilles Lubineau
  • 通讯作者:
    Gilles Lubineau

其他文献

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刘太祥的其他基金

动态电场对熔石英表面蚀刻动力学过程的调控机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
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    64 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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