磁流变胶作为新一代智能材料，其流变性能主要受磁场控制。在磁场作用下的粘弹性行为具有可逆性和瞬时性等特点，这种特性使其在减振器、离合器、制动器、阀等工程应用中具有广泛的应用前景。
磁流变材料的应用及工作原理
浙江工业大学机械工程学院智能材料及结构研究团队长期聚焦智能材料与软体机械等前沿领域，以三种自制的磁流变胶作为介质，采用四种Halbach阵列作为激励，研制了一种新型双杯形间隙的磁流变离合器，并对其磁学特性进行了分析。
研究对象
离合器采用COMSOL Multiphysics软件对其进行设计以及数值仿真，得到了四通道内的磁流变胶内部磁通密度分布、剪切屈服应力分布、动态粘度分布和剪切应力分布，并基于磁流变胶的Bingham-Plastic场相关本构模型推导了器件的传递力矩。
模型设计及部分有限元结果
最终，在此基础上，基于多物理场分析对样机结构进行了优化设计，研制了优化后的磁流变离合器，并对静磁转矩进行了测试和分析。
实物制造及性能测试
上述相关研究成果以“Analysis of magnetorheologic
al clutch with double cup-shaped gap excited by Halbach array based on finite element method and experiment ”为题发表于《Smart Materials and Structures》（智能材料及结构），并入选高被引与热点论文（源自Clarivate Analytics《基本科学指标》数据库（简称ESI）2023年1月13日更新的数据）。机械工程学院张广博士为第一作者及通讯作者，机械工程学院张征教授、蔡世波副研究员、孙敏讲师为重要参与者。
以上工作获得浙江省自然科学基金( No. LQ22E050013） 等的支持。
论文信息
Zhang G, Chen J, Zhang Z, et al. Analysis of magnetorheological clutch with double cup-shaped gap excited by Halbach array based on finite
element method and experiment[J]. Smart Materials and Structures, 2022, 31(7): 075008.
全文链接
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-665X/ac701a
此外，团队瞄准新型汽车减振器关键核心技术，与汽车减振器生产龙头企业西格迈股份有限公司展开深度合作，并与其成立联合研发中心，通过校企合作，共同解决磁流变减振领域的关键问题。
学者简介
张 广
浙江工业大学特聘副研究员，博士。研究方向为智能材料与机构优化设计。主持浙江省自然科学基金1项，中国博士后基金1项，台州市级自然基金项目1项，发表SCI论文10篇，授权发明专利2项，出版英文专著1章节，在磁流变智能材料及结构设计优化方面取得一系列成果。
张 征
浙江工业大学教授，博士生导师。浙江省新世纪151人才，浙江省杰出青年基金获得者，国家基金通讯评审专家，广东省自然科学基金、湖南省自然科学基金、浙江省自然科学基金和江西省自然科学基金通讯评审专家。Carbon、Composites Science and Technology、Composites Part B：Engineering、Composite Structures、Smart Materials and Structures等国际期刊审稿专家。中国复合材料学会会员、中国人工智能学会会员、中国力学学会会员、浙江省力学学会分理事会委员。
孙 敏
浙江工业大学机械工程学院讲师，博士，硕士生导师。主要从事新型轻质多功能结构、缓冲吸能复合结构、仿生结构、不锈钢管等基础研究和应用开发工作。主持或参与国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、重点实验室开放基金、横向项目等6项；近五年在《Composites Science and Technology》、《Soft Robotics》、《Composite Structures》、《Journal of Advanced Manufacturing Technology》等期刊上发表SCI论文20余篇，其中，第一作者/通讯作者SCI论文12篇；授权实用新型专利1项。作为主要参与成员获省部级奖励1项。
蔡世波
浙江工业大学机械工程学院副研究员，博士，博士生导师。主要从事康复机器人、外骨骼机器人、软体机器人、多指灵巧手等的技术研究，先后主持国家科技支撑计划1项、国家重点研发计划课题1项、国家自然科学基金项目2项、浙江省重点研发计划项目1项，主持和参与其他省部级及校企合作项目5项。兼任浙江省数字经济学会理事兼智能制造专委会秘书长，中国人工智能学会智能产品与产业工委会常务委员，浙江省机器人与产业发展协会副秘书长等职。
