汽车悬架的磁流变减振器阻尼力调节特性的研究

以磁流变阻尼控制方法为向导,研究汽车悬架系统中的磁流变减振器阻尼力的调节原理,以高斯白噪声的路面为输入,分析汽车被动与半主动悬架系统中的磁流变减振器的黏性阻尼力和库仑阻尼力的调节特性,讨论半主动悬架系统的磁流变减振器的最优控制方法,通过计算机仿真,获取半主动悬架系统最优控制的磁流变阻尼力的控制电流随路面激励而变化的关系.     

滞回模型磁流变减振器半主动悬架模糊控制

为了获得磁流变减振器便于控制的精确力学模型,在正弦激励下对磁流变减振器进行了特性试验,利用试验数据拟合了一种滞回模型,以此来表示磁流变减振器的动态响应特性,比较由此模型仿真和实测的阻尼力,表明此模型既能较好地描述其滞回特征,亦能简单明了地表达逆向动态特性,可在开环控制策略下容易地获得理想的阻尼力,利用此模型设计了一个开环控制策略下的模糊控制器,比较所设计的模糊控制器和天棚控制器及被动悬架的性能,采用四分之一悬架模型采进行分析和仿真,随机路面激励下的数值仿真进一步证实了此控制器的有效性,其综合性能比天棚控制和被动悬架均有较大幅度的提高.     

汽车磁流变减振器设计准则探讨

提出了微型汽车磁流变减振器的设计准则,建立了磁流变减振器的理论分析模型来预估减振器阻尼力的大小。测试结果表明,减振器的阻尼力由粘性阻尼力和磁场阻尼力组成,随着磁场强度的增加,减振器的阻尼力也增大,基本上符合理论预估值,说明所建立的理论分析模型是可行的。     

用于汽车悬架的磁流变减振器研究综述

磁流变液在汽车半主动悬架中的应用倍受关注。介绍了磁流变液的特性及磁流变减振器的工作原理,结合国内外最新研究成果,综述了用于汽车悬架的MR减振器的结构形式、仿真模型、控制方法和测试技术,并对今后的研究工作重点进行了探讨。     

汽车行驶中磁流变减振器阻尼力的动态分析

根据磁流变减振器工作原理和汽车系统动力学,建立汽车磁流变减振器的阻尼力模型,推导出磁流变减振器的励磁电流与其阻尼力的关系表达式,在此基础上,针对SG-MRD磁流变减振器,以汽车行驶中的典型路面滤波白噪声和其典型结构参数为输入,对处于汽车被动悬架和半主动悬架中的磁流变减振器的阻尼力及其响应特性进行计算机仿真分析.     

单筒式磁流变减振器优化设计

磁流变减振器的结构设计是一个非线性多目标优化问题,基于对磁流变减振器主要结构参数的分析和讨论,参照减振器实际功能需求,考虑减振器的加工工艺及安装尺寸等因素,设计了结构为双线圈单筒单出杆型式的磁流变减振器,为汽车半主动悬架的开发设计奠定基础。     

基于FLUENT的磁流变减振器油针阻尼力优化设计研究

油针作为油液减振器的元件之一,对调节油液减振器的阻尼力起到比较重要的作用,近年来这一结构被引入磁流变减振器,本文针对对国内某新型磁流变减振器的油针设计及实验情况,提出了两种不同的油针设计方案,并使用FLUENT软件进行了仿真,并对结果进行了比较分析,为油液／磁流变减振器的油针设计及阻尼力优化提供了参考。     

履带车辆悬挂系统磁流变液减振器的研究

履带车辆被动式悬挂系统的设计是在某一确定的常用车速和地表形状下，确定系统的弹簧刚度和阻尼系数等基本参数以达到其工作性能的最佳化，对工况的适应性较差。建立在减振器基本结构形式不变的前提下，采用磁流变液减振器的半主动悬挂系统，可以使车辆在各种工况下都保持其耗能减振性能的最优化。通过理论分析，这种叶片式MRF减振器提供的阻尼力可完全替代原减振器，并具有更优良的控制性和适应性。     

一种汽车磁流变半主动悬架的研制

为了改善车辆平顺性和行驶安全性,设计了一种基于单出杆式磁流变减振器的汽车半主动悬架。在分析传统的磁流变减振器力学模型的基础上,提出了一种改进的磁流变减振器多项式模型,试制了磁流变减振器样机,进行了磁流变减振器的力学特性试验,设计了半主动悬架天棚控制器、地棚控制器和LQG控制器,进行了不同控制策略的对比仿真分析,开发了磁流变半主动悬架试验测试系统,开展了该磁流变半主动悬架的LQG控制台架试验测试。结果表明,所研制的磁流变减振器耗能效果良好,能够最大限度地发挥振动衰减功能。与被动悬架相比,在4Hz和5Hz正弦激励下磁流变半主动悬架的簧载质量加速度分别降低15.80%和23.36%,在随机路面激励下簧载质量加速度降低19.46%。     

自适应磁流变悬架半主动控制研究

针对目前应用于汽车悬架系统的磁流变减振器工作时需要外部电源和控制设备的问题,设计了一种新型磁流变减振器,该减振器在无需外部电源和控制设备的条件下实现了对振动的自适应控制。研究了该减振器的结构特征和电能收集理论模型,并进行了模拟仿真。利用该减振器构建了无需外部电源和控制设备的汽车自适应磁流变悬架半主动控制系统,在1/4悬架实验台上进行了实验研究,实验结果表明,该控制系统是可行的,明显提高了汽车行驶的平顺性。     

卫星遥感器微振动隔离用液体阻尼隔振器

针对卫星平台的微振动,提出了具有良好高频衰减及共振峰控制性能的松驰型液体阻尼隔振器。建立了松弛型液体阻尼隔振模型,从传递率的角度分析了提出的松驰型液体阻尼隔振器与传统隔振模型的区别。使用波纹管提供刚度及密封,基于小孔阻尼结构形式,设计了松弛型液体阻尼隔振器并求解了系统的阻尼因子。对所设计的隔振器进行了传递率测试,结果表明,松弛型液体阻尼隔振器在共振频率处能够提供大阻尼,将共振放大倍数控制在2倍以内;在高频隔振区能提供小阻尼,100Hz衰减率超过95%,隔振性能优于传统隔振器。得到的结果和理论预测吻合较好。该项研究对松弛型液体阻尼隔振器的设计以及其在遥感器微振动隔离的应用上具有很强的指导作用。     

Variable stiffness and damping magnetorheological isolator

This paper presents the development and characterization of a magnetorheological (MR) fluid-based variable stiffness and damping isolator. The prototype of the MR fluid isolator is fabricated, and its dynamic behavior is measured under various applied magnetic fields. The parameters of the model under various magnetic fields are identified, and the dynamic performance of the isolator is evaluated in simulation. Experimental results indicate that both the stiffness and damping capability of the developed MR isolator can be controlled by an external magnetic field.     

挤压式磁流变体减振器阻尼力的分析

在分析了挤压式磁流变体(MR)减振器工作原理的基础上,通过磁路计算,推导出挤压式MR减振器的阻尼力计算公式。测量了该纳米级铁磁流体在零磁场下粘度。以纳米级铁磁流体为例,分别计算出该减振器在设定条件下的阻力-位移、阻力-速度变化规律。并讨论位移、速度、加速度和励磁线圈电流对阻尼力的综合影响。为挤压式MR减振器的进一步研究提供了理论依据。     

磁流体阻尼可调减振器

磁流体减振器作为一种阻尼力可调减振器,具有反应时间迅速,能适用于振动系统实时控制等特点。在分析了磁流体减振器阻尼力特性的基础上,提出了磁流体减振器的非线性模型;试验验证了磁流体减振器作为阻尼可调减振器的减振性能。结果表明提出的非线性模型更能反映磁流体减振器的阻尼力特性;磁流体减振器能满足振动系统的不同阻尼的要求。     

基于压电摩擦阻尼的四参数隔振系统等效建模与频变阻尼特性分析

在轨卫星搭载的高精度有效载荷对环境微振动异常敏感,从而对隔振系统的振动衰减性能提出了更高的要求。传统两参数被动隔振系统提高隔振性能时,常采用添加定常阻尼进行能量耗散的方式,但存在低频共振峰抑制与高频快速衰减不能兼顾的固有矛盾问题。为了解决这一问题,一种能够实现阻尼特性基于频率变化的四参数隔振系统被提出,采用归一化方法建立其系统传递率与等效阻尼理论模型,并与两参数和三参数隔振系统进行对比分析。基于四参数系统的频变阻尼等效理论,设计一种基于压电陶瓷致动器产生摩擦阻尼的具象化四参数隔振系统,考虑非线性摩擦阻尼的融合问题,并分析中间等效质量参数对阻尼频变特性的影响规律,最后对其频变阻尼特性和隔振性能进行了仿真与实验验证。结果表明：时域上,四参数隔振系统对随机信号的隔振率达到91.1%;频域上,相较常值小阻尼系统,四参数隔振系统在低频共振处的峰值性能提升5.46dB,且高频段保持相近的快速衰减,表现出低频大阻尼、高频小阻尼的频变阻尼特性。仿真与实验结果均表明,系统能够解决被动隔振系统中存在的高低频隔振性能之间的矛盾问题。     

金属橡胶环形隔振器弹性阻尼性能的计算

利用金属环形元件弹性模量的计算方法，推导出金属椽胶环形隔振器弹性模量的计算公式，并通过了实验验证。通过对大量实验结果的分析，推导出金属橡胶环形隔振器平均刚度、内摩擦力及能量耗散系数与金属丝直径、环形隔振器的几何参数、金属橡胶元件的相对密度之间的关系。基于弹性迟滞同线的形成原理，建立了该种隔振器的弹性迟滞回线的数学模型，并通过了实验验证。借助该数学模型和有限元计算方法，可以直接求得任意金属橡胶环形隔振器的弹性阻尼性能，大大减少了实验工作量。     

基于无量纲分析的磁流变隔振器阻尼参数优化

针对被动隔振器件不能自适应调整自身参数以及大型工程隔振项目实物研究成本高且难以实现的缺点,提出了采用无量纲的磁流变隔振器阻尼参数优化的方法。从无量纲的角度对隔振系统进行优化建模。在降低力传递率的同时,兼顾振动位移和加速度,根据隔振系统的动态响应特性对多目标问题进行全局寻优,求得磁流变隔振器的最佳阻尼及其驱动电流。对多频多振幅激励作用下的磁流变隔振器进行阻尼优化仿真,结果表明,优化后的振动加速度有效值减少31.41%,传递到地基上的力有效值减少58.75%。根据无量纲相似理论搭建小尺度台架进行试验,试验表明阻尼参数优化后的振动加速度和传递到地基上的力均得到明显降低。通过仿真和台架试验的相互验证表明了无量纲化参数优化方法的有效性和可行性。     

船舶设备半主动单层隔振系统传递特性分析

为了提高船舶动力设备单层隔振系统的隔振性能,研究半主动磁流变(magnetorheological,简称MR)阻尼器和基础质量对系统传递特性的影响规律,采用通过试验验证的改进的Bingham模型描述MR阻尼器的力学特性,建立考虑基础质量影响的二自由度无约束隔振系统的动力学模型。通过平均法得到了隔振系统主共振时的解析解,并通过数值方法验证了理论解的正确性。以力传递率为评价指标,研究了半主动隔振系统主要参数对系统主共振的影响。结果表明:基础质量增加可降低系统的固有频率及隔振区域的减振效果;MR阻尼器控制力和零力速度的增加可提升隔振性能;MR阻尼器的阻尼增加可提高共振区域的隔振效果,但降低了隔振区域的隔振效果。     

Experimental investigation on the hysteresis behavior of the wire rope isolators

Vibration isolation has been widely applied to filter the external excitation energy and impact forces in building structures and equipment. Wire rope isolator (WRI), a kind of isolator for vibration and shock isolation, shows a better performance in attenuating these forces. WRIs are able to deviate these external forces through their mechanical configuration and high-energy dissipative capabilities. The application of WRI demands knowledge of its behavior and the relation between various geometrical properties and input force. The present work investigates the influence of geometrical parameters, such as wire rope diameter, number of coils, and displacement amplitude on the hysteresis behavior of WRI under quasi-static loading in both vertical and horizontal directions. The hysteresis behavior of different WRIs was evaluated using the calculated parameters from hysteresis force-displacement curves: energy loss ratio (ELR), and effective stiffness. The study indicates that the geometric properties significantly influence the effective stiffness than the energy loss ratio. It is observed that, increased displacement amplitude results in decreased ELR and hence damping capabilities. The study also confirms that the wire rope isolator possesses a good ability in damping through its stiffness and high-energy dissipation capability.     

橡胶钢丝绳复合隔振器的试验

使用电动振动试验台对新型橡胶钢丝绳复合隔振器的隔振性能进行了试验研究.分析不同隔振质量、激励幅值和橡胶材料对复合隔振器传递率的影响,比较了复合隔振器和钢丝绳隔振器在共振频率时的动态特性曲线.研究表明,随着隔振质量、激励幅值和橡胶阻尼的增加,复合隔振器隔振区的频带变宽,且传递率下降明显.通过与钢丝绳隔振器的动态特性曲线比...