非均匀磁场下磁流变液剪切屈服应力的温度特性

利用自行研制的非均匀复合场(温度、磁场)下磁流变液剪切屈服应力实验装置,测试、研究了非均匀磁场、不同剪切速率下磁流变液剪切屈服应力的温度特性。结果表明,磁流变液在17~150℃温度范围内粘度温度性能稳定,剪切屈服应力-温度特性曲线在17℃和150℃时发生突变:在低于17℃时剪切屈服应力随着温度的上升而下降,17~150℃温度范围内剪切屈服应力近似不变,温度超过150℃时,磁流变液的剪切屈服应力随温度的升高而下降。     

基于能量再利用的筒盘式磁流变离合器设计及传动性能分析

针对单筒或单盘式磁流变离合器传递转矩较小、温升引起磁流变液流变性能下降后传动性能降低等问题,基于功能转换理论提出形状记忆合金与磁流变液联合传动方法,利用励磁线圈通电产生的热量和磁流变液滑差产生的热量,使形状记忆合金弹簧轴向挤压工作腔中的磁流变液产生挤压强化效应,设计了形状记忆合金挤压的筒盘式磁流变离合器。基于磁流变液的流变效应和挤压强化效应,推导了离合器传递转矩计算公式。结果表明,在输入电流为3 A下,筒盘式离合器传递的转矩比单筒式离合器传递转矩提升了27.45%,受挤压力作用的筒盘式离合器比未受挤压力作用的离合器传递转矩提升了16.96%。     

磁流变液离合器离心力特性研究

以圆盘式磁流变液离合器为例,介绍了磁流变液离合器的工作原理,用Bingham模型描述了磁流变液随外加磁场变化的流变特性;对离心力进行模型描述,由于离心力的作用引入无量纲的特性参数,分析了特性参数与其它变量间的关系,在此基础上分析了不同变量参数对磁流变液稳定性的影响;建立了磁流变液离合器转矩与体积分数分布曲线斜率关系的数学模型,指出提高输出转矩的方法,为磁流变液离合器的设计提供理论参考.     

磁流变传动装置传递力矩分析与测试

介绍了磁流变传动装置的工作原理及广义双粘度模型.在合理假设的基础上,建立了磁流变传动装置传递力矩的计算模型,并对其结构参数、磁场强度、母液粘度及转速差等影响因素进行了深入分析,得出了传递力矩与磁流变液粘度、磁致屈服应力、转速差的关系曲线,并对三种典型结构传动装置的传递力矩进行了比较分析.最后对自行设计的圆桶式磁流变传动装置的实验模型进行了静力矩实验测试,实验结果表明改变控制电流可以实现传递力矩的智能控制.     

非均匀磁场中磁流变液剪切应力实验与分析

为探究磁流变器件失效机理,用两块C型电磁铁耦合建立非均匀磁场。基于提拉法原理设计磁流变液剪切应力测量装置,得到非均匀磁场中剪切应力曲线。对比基于静态匀强磁场的圆筒剪切模型剪切应力理论曲线,发现虽然两者整体趋势一致,但同等磁场强度下两者剪切应力值存在不同程度差异,同时发现电磁铁气隙磁场也存在非均匀性。上述结论说明静态匀强磁场磁流变液剪切特性理论并不能直接应用到非均匀磁场剪切应力计算中,可能的原因包括铁磁颗粒体积分数的分布不均等,需要后续探索。     

圆筒剪切模型中磁流变液的流变特性研究

为了研究磁流变液在圆筒剪切模型中的流变特性,建立了以圆筒剪切模型为基础的实验装置。首先,通过理论分析得到了磁流变液在圆筒剪切模型中的层间传力模型,切应力和剪切速率测量方法。其次,通过ANSYS对圆筒剪切模型中磁流变液的磁场强度进行了仿真模拟,并以实验测量验证,得到了磁场强度分布。最后以理论分析为基础,通过实验测量得到了切应力与剪切速率和磁场强度之间的关系,并得到了拟合公式。实验表明,磁流变液流切应力与磁场强度的比值为0.162k Pa/m T,与剪切度率的比值为0.00026k Pa·s,磁场强度的增强能够较大地提升磁流变液的工作能力。     

一种新型磁流变复合胶及其可控流变特性

以羰基铁粉为磁性颗粒、甲基硅油和明胶/琼脂胶溶胶溶液的复合物为基体及各种添加剂制备了多组类液态磁流变复合胶样品。利用流变仪分别在旋转剪切模式和振荡剪切模式下对样品进行流变特性试验研究。结果表明,基体胶质物的含量对其流变特性影响较大。基体胶质物含量越高,剪切屈服强度越大且最大为92.1k Pa;胶质物含量对磁流变复合胶的线性粘弹性范围几乎没有影响;胶质物含量越高,磁流变复合胶的剪切储能模量越大,且绝对模量最大变化可达2.526MPa;添加纳米Si O2能提高磁流变复合胶的剪切屈服应力且能拓宽磁流变复合胶在磁场下的可调范围。     

基于宾汉模型的磁流变液联轴器工作转矩预测

针对一种旋转圆筒式磁流变液联轴器,提出了用于预测磁流变液联轴器工作转矩的修正宾汉模型。在该宾汉模型中采用磁流变液联轴器主动转筒和从动转筒之间的转速比n作为宾汉模型的输入参数,并采用指数模型描述磁致库仑阻尼力矩。实验结果表明,当线圈电流恒定时,在负载由小-大-小变化过程中,不同初始转速下的转矩-转速比曲线基本重合,且在负载正向增大和反向减小过程中,磁流变液联轴器工作转矩变化曲线基本重合,未形成滞环。当转速比较小(n1.3)时,磁流变液工作转矩随负载增大急剧增大;当转速比较大时(n1.3),工作转矩随负载增大增速减缓,其变化曲线斜率均为0.05,整个转矩-转速比变化曲线与磁流变液联轴器宾汉模型完全吻合,利用磁流变液联轴器力矩宾汉模型可以预测和确定其工作转矩。     

磁流变液特性分析及实验研究

介绍了磁流变液这种智能材料的组成、特性及流变机理,综合分析和比较了磁流变液的几种本构模型.通过实验,对磁流变液的粘度特性和在磁场作用下的屈服应力进行了深入的研究.作为基础性研究,这些方面对磁流变液的工程应用有实际的参考价值.     

无磁场下磁流变液的温度特性及其幂律模型参数识别

磁流变液稳定工作的温度范围为-50~150℃,磁流变器件在工作过程中会发热,特别是连续高冲击工作情况下会严重发热,从而超出磁流变液稳定工作温度范围,影响磁流变器件工作的可靠性。针对美国Load公司的MRF132磁流变液,研究了不同温度下剪切应力与表观粘度随剪切速率的变化,并利用Origin软件分别对不同温度下磁流变液剪切速率与剪切应力进行幂律模型曲线拟合和参数识别。研究表明,幂率模型能够较好地描述零磁场下磁流变液的力学特性,不同温度下对于所有的流动指数n都满足n<1,表明不同温度下磁流变液具有剪切稀化特性,此特性符合粘度特性曲线,该工作对磁流变液温度特性的深入研究提供理论依据。     

用不同载液制备的磁流变液及其性能

分别选择二甲基硅油、矿物油350N和合成基础油PAO10为载液制备磁流变液样品。用扫描电镜观察制备前、后磁性颗粒的微观结构。对三组样品的传动性能(沉降稳定性、零场粘度和剪切屈服应力)进行了测试和讨论。结果表明,磁流变液样品MRF-2、MRF-3的沉降速率均小于20%,励磁电流为2 A时,剪切屈服应力高于27 k Pa,具有较好的综合性能,满足传动用磁流变液的要求。     

基于正交试验的磁流变阻尼器结构优化

采用有限元软件对磁流变阻尼器间隙磁场进行仿真计算,并设计正交试验对剪切阀式磁流变阻尼器的结构参数进行了优化研究.分析了阻尼间隙磁场强度的影响因素,并对主要因素进行了细化研究.计算结果表明,在考虑阻尼器边界漏磁的前提下,磁极宽度是影响阻尼间隙磁感应强度的主要因素,阻尼间隙磁感应强度随着磁极宽度的增大线性降低,随激励电流线性增大.因此在设计大阻尼力减振器时,宜将阻尼器活塞分为三阶段或更多阶段.     

磁流变阻尼器间隙结构对阻尼力的影响

设计一种新型的磁流变阻尼器间隙结构,然后用ANSYS软件,对带有新型间隙结构阻尼器进行磁场有限元分析和流场有限元分析,求得不同电流作用下阻尼器在不同活塞速度下所能提供的阻尼力.通过与原阻尼器进行对比分析,可以发现:间隙结构对阻尼器的性能有显著影响;设计合理的间隙结构对磁流变阻尼器性能的提高具有重大意义.     

双磁场调制磁齿轮转矩能力增强特性分析

磁齿轮能够实现低速大转矩输出。为了进一步提高同轴磁齿轮的输出能力,提出一种双磁场调制磁齿轮拓扑结构。双磁场调制磁齿轮将传统的表贴式同轴磁齿轮低速转子侧的转子轭用辅助调磁环代替,结构上包含2个转子,2个调磁环和3层气隙。分析双磁场调制磁齿轮的工作原理,采用有限元法,对新增调磁环的尺寸进行了优化。对比分析双磁场调制磁齿轮和传统表贴式同轴磁齿轮的磁场分布和传动转矩。不同传动比下,双磁场调制磁齿轮的转矩能力普遍高于传统表贴式同轴磁齿轮。当传动比为7.5时,双磁场调制磁齿轮的低速转子最大输出转矩达到70.81N·m,与相同尺寸的传统表贴式同轴磁齿轮相比,转矩能力提升了54%。稳定运行时,双磁场调制磁齿轮的低速转子转矩脉动有所增大。     

磁场作用下磁流变液的流变行为

制备了羰基铁粉为磁性颗粒的水基磁流变液。分别测定了该磁流变液磁场作用下的流变行为及零场流变行为,并采用Bingham模型和Casson模型及剪切稀化关系对获得的流变行为进行了拟合计算,探讨了磁流变液的剪切屈服强度和磁场强度之间的响应关系。研究表明,Bingham模型和Casson模型均可较好地描述磁流变液的流变行为;磁场作用下,磁流变液的剪切应力和表观粘度显著增高,剪切屈服强度从约2Pa增大到约80kPa;剪切率为50s-1时的表观粘度从约64mPa.s增加到约1600Pa.s;该磁流变液的剪切屈服强度与磁场强度之间存在指数关系,其值约为1.7~1.8。     

新型固定阀式磁流变阻尼器的磁路分析

为了掌握影响某新型固定阀式磁流变阻尼器输出阻尼力的因素,利用ANSYS软件,对不同结构参数磁流变阻尼器进行建模,并进行了静磁场分析,得到了磁感应强度云图及磁力线分布。分析结果显示,对于固定阀式磁流变阻尼器,线圈匝数、励磁电流强度、工作间隙、圆环盘内径、圆齿盘齿根半径、缸体磁流变液流道宽度都会影响阻尼器输出阻尼力。六个参数中,线圈匝数、励磁电流强度的影响较大,其余四个参数的影响较小。研究结果对固定阀式磁流变阻尼器初始设计提供一定参考。     

平行盘磁流变阻尼器性能影响因素分析

为了研究平行盘磁流变阻尼器性能的影响因素,利用Ansys Workbench软件对平行盘磁流变阻尼器磁场进行了分析。通过软件求得外工作间隙磁感应强度对筒厚度、间隙宽度、圆环盘内径和平行盘厚度的响应曲面,以及工作间隙磁流变液磁感应强度对各个参数的敏感系数以及不同部件材料磁导率对应的磁感应强度云图。结果表明,四个参数对于磁流变液磁感应强度的影响不是相互独立的,研究结果为平行盘式磁流变阻尼器的参数设计提供了一定参考。     

磁流变器件设计中的关键技术

详细总结了磁流变器件对磁流变液性能指标的要求,概括了磁流变器件的工作模式,研究了磁流变器件结构参数的设计要点.从磁芯材料选择、磁场方向确定和磁路设计步骤三方面总结了磁流变器件磁路设计的一般方法.最后以剪切阀式磁流变阻尼器的磁路设计为例,对磁路设计的过程进行了深入研究,可为磁流变器件的设计提供技术参考和经验借鉴.     

爪式齿极结构的改进

一、概况齿极是涡流离合器主要部件之一,其作用是使气隙中磁场变化,从而在电枢中感应电势并产生涡流,涡流磁场与空气中磁场相互作用,使涡流离合器传递力矩。感应子式齿极的结构改进及其经济效果已在《中小型电机技术情报》1979年第6期中作过报导。爪式齿极结构为空冷涡流离合器的传统结构,应用广泛。今就其传统结构的改进以改善性能作一介绍。     

磁流变液夹层梁振动特性的理论分析与实验研究

应用能量法对含磁流变液(MRF)的简支梁在不同磁场作用下的振动特性进行了理论研究,并用实验验证了理论结果。结果表明,理论分析与实验结果吻合较好。随着磁场强度的增高,结构的固有频率和损耗因子增大,说明磁流变液在外加磁场的作用下对夹层梁有显著的抑振作用。