基于磁流变技术的深孔钻杆阻尼器的设计与研究

针对BTA深孔钻削中钻杆颤振的问题,设计了一种新型的混合模式磁流变液阻尼器,其结构布局合理,提供的阻尼力大,可以通过结构变化进行控制。同时,对BTA深孔钻杆系统的振动及其对工件的作用效果进行了分析。在T2120深孔镗床上进行试验验证,结果表明,阻尼器实用可行,能够减小钻杆的颤振,在不同的电场强度下减振效果不同。     

电流变液减振器在抑制深孔切削颤振上的研究

设计了一套基于剪切模式的电流变液减振器,并应用于抑制深孔机床切削振动和颤振。分析了减振器阻尼力公式及影响因素,得到简化的切削系统动力学模型。最后通过计算机仿真表明通过控制电流变液减振器的电场强度可以很方便地调节系统的阻尼率,能有效地抑制切削颤振的发生。     

电流变液减振器在抑制深孔切削颤振上的研究

针对深孔机床切削中的颤振问题,设计了一套基于流动模式的电流变液减振器,分析了电流变液减振器的阻尼力并得出其表达式;又通过对切削颤振产生原因的分析,推导出瞬时动态钻削力的表达式;并在研究了深孔机床切削过程的基础上,建立了切削系统动力学模型,得出安装电流变液减振器后的动力学方程。在给定动力学方程中的参数值后,通过计算机仿真,对比安装和未安装电流变液减振器后的振动时域图,时域图表明电流变液减振器能有效地抑制深孔机床的切削颤振。     

基于电流变效应的深孔切削颤振防治研究

在电流变液的电流变效应基础上,改进了剪切模式下的深孔电流变液减振器,对减振器阻尼力公式及影响因素进行了分析,推导出了切削系统动力学模型。由MATLAB软件仿真结果表明:切削系统的阻尼率变化可以通过对电流变液电场强度的改变而快速实现,从而达到抑制切削颤振的目的。     

电流变阀外置的汽车双筒液力减振器的理论及试验研究

介绍了电流变阀外置的新型汽车减振器的理论、结构及试验研究。阐述了电流变液体减振器阻尼力和电场的关系,其阻尼力由两部分组成:一部分是由粘性阻尼引起的牛顿力,无电场作用时,作为普通的减振器用;另一部分是由所加电场引起的切应力,它与所加电场强度成正比。试验结果表明:所设计的新型汽车电流变液体减振器具有阻尼力变化大、响应快、控制容易、结构简单和能源消耗低等特点,满足了汽车工程的实际需要,具有重要工程实用价值。     

一种电流变液体减振器的结构研究

电流变液体是指在电场作用下其流变性质能迅速发生变化的一类流体,基于这一原理我们分析了电流变流体的力学性能,针对电流变减振器的结构,论述了该电流变减振器模型的工作原理,建立电流变减振器阻尼特性计算的数学模型并进行仿真分析,对构成阻尼力特性影响的主要参数进行了研究。研究表明:电流变液体减振器的机械结构对充分体现电流变效应的功能,实现振动的有效控制起着重要作用。     

基于剪力模式的深孔钻杆制振器设计与试验研究

考虑到深孔切削工艺的实际特点,提出一种基于剪力模式的深孔钻杆振动抑制构型与工作原理。该构型利用磁流变液体快速、连续及可逆转化的特点,并引入环形磁场可调布局,使其适应于刀具系统中各辅助支撑点的阻尼调控。为了验证新型剪力模式制振器的制振性能,把制振器与传统深孔加工方法结合起来,对新型制振器在深孔钻削加工中的作用效果进行理论分析和试验研究,并对加工中钻杆的振动特征和被加工孔的表面质量进行测量。试验结果发现,在外加电流的作用下,钻杆制振器能有效增大结构刚性,改变钻杆颤振响应谱峰值的频率和幅值,提高被加工孔的粗糙度。结果表明所提出的剪力模式制振器设计方案可行,该方案将为深入探索深孔加工钻杆系统的振动抑制和提升深孔钻削精度奠定基础。     

基于磁流变液深孔钻削颤振抑制技术的研究

在传统的深孔加工过程中,切削振动很难抑制,只能凭借加工经验来判断和处理。本文利用磁流变液减振器来抑制振动,详细分析了磁流变液减振器的三种工作模式:流动模式、剪切模式和挤压模式。通过对深孔加工系统模型的分析得到系统动力学方程,并利用MATLAB/Simulink对系统动力学模型进行仿真分析,验证其可行性。比较分析结果表明,磁流变液减振器能够有效抑制深孔加工的切削振动。     

电流变减振器仿真分析

电流变减振器是根据电流变材料具有电流变效应的特性,通过电场来控制电流变流体的流动特性,以实现阻尼力控制。从应用研究的角度出发,将电流变液减振器应用于汽车半主动悬架的减振,通过Matlab/Simulink仿真软件研究模糊控制用于变阻尼汽车半主动悬架控制的可行性。     

电流变效应在抑制车削振动中的应用

利用电流变效应设计制造了车床活顶尖电流变减振器,在减振器的活动电极板与固定电极板间注满电流变液。计算机模拟和切削试验结果表明,采用电流变减振器,可以使车床尾座活动顶尖的振动响应幅值减小约３０％。     

电流变液在飞机起落架减振器中的应用研究

将电流变液作为一种可控阻尼介质应用于起落减振器,实现对减振器的主动阻尼控制,减缓飞机降落时的高速冲击。采用理想的飞机减振器模型,建立动力学阻尼控制的数学方程,通过数值计算获得阻尼参数的控制规律以及电流变液电场强度的变化规律,得到了满意的减振器冲击能量减振效果。     

切削液对深孔直线度的影响分析与应用

利用切削液流体Reynolds公式和其引起的钻杆弯曲变形、倾角方程,建立了深孔加工直线度误差方程,揭示了流体入口压力、钻杆转动、涡动、挤压与深孔直线度之间的关系。指出在切削稳定状态下,减小流体入口压力,增加钻杆转速、减小钻杆涡动速度或者减小钻杆挤压速度均可改善深孔直线度。设计了新型多级喷射装置,通过增设分流腔和喷射级数来降低入口压力,可有效减小深孔直线度误差。设计了挤压油膜阻尼器(squeeze film dampers,简称SFD),利用油膜阻尼力减小深孔钻杆的涡动与挤压运动,来提高深孔加工直线度。试验了多级喷射装置和SFD共同作用下的深孔直线度误差,验证了钻杆在较低流体入口压力、较小涡动和挤压作用下加工的深孔有更好的直线度,为控制深孔加工直线度误差给出新的思路及设计方案。     

车用磁流变液流变特性分析及试验

磁流变液是一种新型的可控智能材料,其粘度可随外加磁场强度的变化而迅速改变,并且这种特性具有可逆、连续和易于控制等特点,在车辆减振器领域具有广泛的应用。介绍磁流变液材料的组成、特性及流变机理,分析和比较磁流变液的三种本构模型。通过磁流变液特性试验,结果表明磁流变液存在剪切稀化现象,并具有磁饱和特性;剪切屈服应力随着磁场的增大而增大,当磁感应强度达到一定时,剪切屈服应力开始减小;并针对试验提出了用修正的双粘度模型描述切应力。对磁流变液在车辆减振器的应用进行台架试验,表明减振器阻尼力随着外加电流增加而增大,当电流达到一定值后,减振器阻尼力趋于稳定,磁流变液具有可控性。     

自供能电流变弹性体减振器的设计与特性分析

新型智能材料电流变弹性体是电流变材料的衍生体,兼有电流变液和弹性体的优点,在主被动的振动控制领域中有着极大的应用前景。基于电流变弹性体的刚度和阻尼可电控调节的特性以及压电陶瓷的正压电效应,研制一种基于D33挤压模式的压电自供能电流变弹性体减振器,并对其在不同激励和场强下的振动响应特性进行实验分析。试验数据表明相比无场强条件下,在压电供电和1 000 V恒压的条件下能有效增大电流变弹性体结构阻尼,改变减振器振动响应谱峰值的频率和幅值,提高系统的隔振效果。     

超声振动改善深孔镗削加工质量

深孔加工在航空发动机制造过程中广泛存在,由于其刚性弱,静态让刀量大,导致加工颤振和刀具磨损严重,使得其加工质量难以得到保证。超声振动切削作为一种特种切削加工手段,具有降低切削力,提高系统刚性和抑制加工颤振等优势。将超声振动应用于深孔镗削,进行了断屑条件验证,孔径误差测量,已加工表面粗糙度测量以及表面形貌观测等试验。试验结果表明,超声振动镗削能够有效缓解深孔镗削过程中的堵屑问题,减小孔径误差和表面粗糙度,抑制切削颤振,从而改善深孔镗削加工质量。     

基于磁流变液减振器的抑制深孔钻削颤振研究

深孔机床在钻削加工中出现颤振,会导致加工精度和效率降低、刀具与机床寿命缩短和有害噪声的产生。因此对颤振和其抑制技术的研究至关重要。通过对磁流变液效应机理以及工作原理的研究,设计出基于挤压模式的自适应磁流变液减振器,将其安装在深孔机床上。建立动力学模型并求得动力学方程,通过MATLAB的Simulink平台对动力学模型进行仿真,对比分析在不同转速下安装减振器的系统与未安装减振器系统的振动图形。结果表明:磁流变液减振器可以大幅、迅速地衰减振幅并缩短振动周期,因此自适应磁流变液减振器对机床切削颤振具有很好的抑制作用。     

磁流变减振器建模与试验

建立较为精确的磁流变减振器阻尼力模型是设计控制策略并获得良好控制效果的关键。基于流体动力学理论和磁流变液流变特性,对阻尼通道内磁流变液进行流体动力学分析,详细推导磁流变减振器阻尼力模型。结合阻尼通道处磁场有限元分析,完善阻尼力模型。最后试验测试自制磁流变减振器在不同励磁电流和不同活塞速度下的示功特性和速度特性,利用试验数据对模型进行系数辨识,建立磁流变减振器简化力学模型。研究结果表明,励磁电流小于0.8 A时,输出阻尼力试验值与计算值较吻合,当励磁电流增大,阻尼力试验值与计算值最大相差约100 N,计算值相对于试验值的误差在19%以内,该简化力学模型能描述磁流变减振器的基本力学特性,能为半主动悬架控制研究提供理论指导。     

可回收振动能量的新型汽车减振器设计与仿真

为回收汽车行驶过程中的振动能量,设计了一种机-电-液混合的液电馈能式汽车减振器。通过由单向阀组构成的液压桥路,将减振器内的往复液压流整合为单向液压流。单向液压流驱动马达工作,从而带动发电机发电;同时,利用发电机反电动势的阻力实现减振器的阻尼力效果。依据功率平衡和转矩平衡原理,建立了减振器压缩行程和伸张行程的阻尼力动力学模型。通过对示功特性及速度特性的仿真分析,验证了回馈振动能量的可行性。     

电流变液在结构振动抑制中的应用研究

根据结构抑振的应用要求,研制出了几种零场粘度低、有场粘度变化梯度大的电流变液,并设计制作了电流变液静态屈服应力测试仪,测试出了所研制的电流变液的静态屈服性能随电场强度和液体组份比变化的曲线。利用自制的电流变液,对含电流变液的夹层板振动进行了单模态抑制,由此得出电流变液对振动机理在于：一方面通过电流变阻尼效应降低结构振动响应的幅值,特别是共振峰的幅值;另一方面通过电流变刚度效应使结构的有效刚度增加,结构的共振点发生移动,从而使结构在共振频率激励下的振幅大大降低。对本文的夹层板模型,在３ｋＶ／ｍ ｍ 的电场强度下,第三阶模态的响应幅值降低了９０％ 。     

电磁场作用下控制阀外置的双筒液力减振器的理论与实验研究

介绍了控制阀外置的新型汽车双筒液力减振器的工作原理，对电场与磁场同时作用下减振器的速度特性进行了理论分析与实验研究。新型汽车双筒液力减振器的阻尼力由两部分组成，一部分是与电极的几何结构、液体的粘度以及流速相关的粘性阻力，另一部分是与电场、磁场强度成正比的剪切应力。通过调节电场与磁场强度可实现阻尼力的自动调节与控制，电磁场作用下的最大阻尼力是无电磁场作用时的两倍，满足了车辆振动控制的要求。