一种新型磁流变传动机构的设计与研究

利用磁流变液体可控的特性,将磁流变技术应用于机电传动与控制系统。在阐述圆筒式磁流变传动机构工作原理的基础上建立其力矩模型,并从理论上分析结构参数对机构动态品质、功率损失、调速范围的影响。结果表明,合理设计机构的结构参数将有利于减小机构功率损失、提高调速范围,并改善机构的动态品质。     

磁流变传动装置尺寸优化分析与设计

为了优化圆筒圆盘式磁流变传动装置结构和磁场分布，以传递最大转矩为优化设计目标，提出磁场分布、磁流变液有效工作间隙和传动尺寸优化方案；基于磁流变传动特性，采用有限单元法和控制变量法，分别得出最优的磁流变液工作间隙的有效厚度、磁场性能最佳的线圈布置方案和磁流变传动装置结构尺寸的最优化设计方案。结果表明：线圈布置于圆筒端面两侧能够显著增强磁场强度，有效提升磁流变传动装置的传动性能；磁流变液工作间隙结构尺寸满足传动尺寸比ε=1.6时，传递的转矩达到最大值13.3 N·m,此时传动性能最佳、装置结构紧凑。     

磁流变技术在液压传动与控制中的应用展望

介绍了磁流变效应的机理及磁流变液的流变学特性;归纳了磁流变技术在液压传动与控制中的一些应用,重点介绍了磁流变阀的应用;展望了磁流变技术在流体传动与控制领域的应用前景.     

基于异形间隙的磁流变液传动装置性能研究

基于磁流变液工作间隙形状对磁流变传动装置传动性能的影响，分析3种不同工作间隙形状的盘型磁流变传动装置结构和传动性能上的差异。通过磁场有限单元法对传动装置进行有限元分析，对传动装置的结构和尺寸进行优化，建立圆弧形工作间隙的转矩方程，并通过计算对3种不同形状间隙的转矩大小进行对比。研究结果表明：当电流为3 A时，3种形状的磁流变液转矩分别为55.77、71.40、74.73 N·m,锯齿形工作间隙和圆弧形工作间隙的转矩分别是平面形工作间隙转矩的1.28倍和1.34倍。     

磁流变振动工作台优化设计

本文设计和开发磁流变振动工作台。它包括可控振源、信号采集、动力学分析、磁流变阻尼振动控制等。介绍其工作原理、结构特点，并探讨阻尼孔间隙、活塞直径等结构设计参数对机构性能的影响，提出多目标规划的磁流变阻尼器优化设计模型，综合考虑阻尼力和结构的动态品质，规定权重和子目标的追求值，设计出满足不同要求的、性能优良的阻尼器和振动控制系统。     

基于电磁挤压的磁流变液传动性能研究

针对磁流变液纯剪切传动传递转矩小的缺点,提出一种基于电磁挤压的磁流变液传动方法。利用有限元软件Ansoft Maxwell进行磁场有限元仿真分析,得到不同输入电流下磁流变液的剪切屈服应力以及压盘所受到的电磁力。基于磁流变液的挤压强化效应,分析磁流变液在受到压盘挤压强化后的剪切屈服应力及传递的转矩。结果表明：磁流变液在受到挤压后,剪切屈服应力会增大,从而使装置所能传递的转矩增大;磁流变液在挤压剪切模式下传递的转矩是纯剪切模式下的1.53倍。     

电磁摩擦与磁流变联合传动性能研究

针对磁流变液传动装置转矩偏小和温度升高磁流变液性能下降的问题,提出一种磁流变液和电磁摩擦联合传动装置,并介绍其工作原理。利用Maxwell软件对装置进行磁场有限元分析,得到线圈在不同位置时磁流变液工作区域内的磁场强度和磁感应强度;基于圆筒式磁流变液传动装置转矩公式和电磁吸力公式,计算出磁流变液传递的转矩和电磁摩擦转矩。结果表明：随线圈分布位置距离摩擦盘越近,装置传递的转矩越大;当线圈分布在主动轴两端最外侧且距摩擦盘0 mm时,电磁摩擦转矩达到最大值96.86 N·m,同时磁流变液传递转矩也达到最大值36.60 N·m,总传动转矩为130.25N·m;相较于单一的磁流变液传动,电磁摩擦与磁流变联合传动装置传递转矩性能提升255%。     

磁流变液阻尼器用于铣削颤振控制的仿真分析

确立了磁流变液的工作模式和MRF减振器的力学模型,利用设计的磁流变减振器构建了磁流变液减振系统,研究了磁流变减振器在铣削颤振控制中的应用。理论分析表明:磁流变减振器的刚度及阻尼随外加磁场强度的增加而增大,主振系统的振幅随磁场强度的增加而减小。磁流变减振器的减振效果随着磁场强度的增加逐渐增大,但并不是场强越大效果越好,而是有一最佳值。只要场强选取适当,采用磁流变减振装置可以控制铣削颤振现象的产生。     

行星式永磁体磁流变传动装置的传动特性研究

对行星式永磁体磁流变传动装置进行了传动特性分析。传动装置采用圆筒型工作结构且励磁源设置为永磁体内置式,装置内部设置有可以自由旋转的磁管套组结构,增大了装置的输出转矩能力且传动特性稳定可靠,建立模型分析MRTD装置的输出转矩值的影响因素,研制了磁流变传动装置样机,并对样机进行了调速特性和调矩特性的测试。结果表明:该装置能有效传递扭矩,能有效调节滑差转速,通过控制内部磁场强弱进而调节输出转速大小。     

磁流变抛光加工中磁场发生装置的设计与实验

目的 研究磁流变抛光加工中磁场发生装置设计对抛光效果的影响。方法 设计三种基于电磁铁的磁场发生装置，分别为圆形阵列、扇形和环形磁场，进行三维静磁场有限元仿真，对比分析不同磁场发生装置的磁场强度、方向云图及5 mm高处磁场强度曲线。为保证加工过程中磁场和磁流变液的稳定性，针对三种磁场结构设计不同的冷却方式。制造环形磁场发生装置，将其集成到自制磁流变抛光平台，使用表面经过阳极氧化的铝合金样件进行抛光实验。结果 圆形阵列磁场极头间隙处形成高磁场区，随着高度的升高，磁场强度迅速下降。在离极头5 mm高处，磁场强度从300 mT下降到约145 mT，抛光区域磁场强度较小。扇形磁场5 mm高处，磁场强度呈抛物线分布，最大可达330 mT，磁场方向单一，有效抛光区域占比较小。环形磁场5 mm高处，磁场强度最大可达240 mT，工件运动整个过程都处于高磁场区域，抛光效率高。 结论 环形磁场发生装置磁场强度和磁场方向都满足抛光要求，有效抛光区域较大，抛光后表面质量明显改善，抛光效果较好。     

Magnetic actuator for active damping of boring bars

This paper presents a new, noncontact magnetic actuator instrumented with fibre optic displacement sensors. The actuator is composed of four identical electromagnetic units which are linearized with a novel design strategy. The magnetic force can be delivered in two radial directions for active damping of lateral modes of the boring bar. The actuator is manufactured and mounted on a CNC lathe. The bending mode of the boring bar is actively damped, and the dynamic stiffness of the system was increased significantly, resulting in chatter-free higher depth of cuts. The actuator has been experimentally tested in boring operations.     

开关阀用超磁致伸缩致动器磁场及伸长量的仿真分析

为满足开关阀行程要求,提出一种带位移传递机构的致动器结构,研究其在不同频率下的磁感应强度分布和伸长量。建立了电磁学计算模型,然后用ANSYS软件进行仿真,并将数据导入MATLAB中进行处理,得到不同频率下磁场分布图像;采用新方法平均径向磁场并计算伸长量。最后得到:随电流频率增加,涡流效应增强,棒和筒的磁感应强度会降低;平均强度分布上棒两端低中间高,筒上强度在远离输出端处较低;棒的伸长量始终高于筒。所得结论对于器件结构设计具有指导意义。     

圆筒式电流变传动机构的研究

本文介绍了圆筒式电流变传动机构的工作原理，讨论它的传递力矩、单位转动惯量传递的力矩，粘性功率损失和调速范围与结构尺寸之间的关系，并提出以传递力矩；单位转动惯量传递的力矩和粘性功率损失为目标的圆筒式电流变传动机构优化设计的多目标优化的数学模型。     

智能型电动执行器的研制

介绍了攀钢集团冶金工程技术有限公司研制的智能型电动执行器及其主要参数和设计要求。该执行器对信号响应快速,控制精确、灵敏,整机密封性强,安全性好,可靠性高。能实现就地、红外、远程控制和总线控制,并有力矩保护、掉电保护和手动切换功能。     

基于改进PID控制的电液伺服系统执行器运动轨迹仿真

电液伺服系统执行器运动轨迹跟踪容易受到外界干扰,导致控制系统不稳定。为解决此问题,设计小波神经网络PID控制系统,并对控制效果进行仿真验证。建立电液伺服阀简图模型,创建阀芯运动的动力学模型,分别推导出控制阀、液压执行器和比例溢流阀动力学方程式。采用小波神经网络对传统增量式PID控制器进行改进,利用MATLAB软件对改进后的控制系统进行仿真;对比分析改进前、改进后系统液压执行器的跟踪轨迹。结果表明：液压执行器在没有受到外界波形突然干扰情况下,2种控制方法都能较好地实现轨迹跟踪;在受到外界波形突然干扰情况下,采用增量式PID控制的液压执行器运动轨迹与期望轨迹存在较大误差,采用小波神经网络PID控制的液压执行器运动轨迹与期望轨迹存在较小误差。所设计的控制系统响应速度较快,能够自适应在线调整控制参数,有效地抑制外界环境对控制系统的干扰,从而提高液压执行器运动轨迹跟踪精度     

电液调速器执行器的改进设计与试验研究

分析了电液调速器的执行器敏感元件的工作原理,设计改进了其关键参数,采用优良的稀土磁性元件,改善电磁部件的机电时间常数,并对改进前后的电液调速器进行了对比试验.结果证明改进后的电液调速器的稳态和瞬态指标得到了显著提高.     

激光测距技术在桨毂限动器动态测试中的应用

介绍激光测距技术在某型直升机桨毂限动器角度在线测量中的应用,阐述了限动器角度在线测量原理、设备结构、测量方法等内容。限动器角度在线测量设备采用激光测距技术和伺服系统控制技术,实现了测试过程的智能化。基于KingView应用软件平台,通过高精度激光测距传感器精确测量限动器打开或闭合的距离值,输入至计算机进行计算,获得限动器打开、闭合过程的角度值,以判定限动器在规定转速下打开、闭合是否符合工艺要求。角度值通过高精度角度检测工装进行校验,以确保测量数据准确、可靠。该设备已在多型直升机限动器测试中应用,显著提高了测试效率和测量精度。     

Velocity effect analysis of dynamic magnetization in high speed magnetic flux leakage inspection

The investigation described in this paper focuses on the velocity effect of dynamic magnetization and magnetic hysteresis due to rapid relative motion between magnetizer and measured specimens in high-speed magnetic flux leakage (MFL) inspection. Magnetization intensity and permeability of ferromagnetic materials along with the duration of dynamic magnetization process were analyzed. Alteration of the intensity and distribution of magnetic field leakage caused by permeability of specimen were investigated via theoretical analysis and finite-element method (FEM) combined with the actual high-speed MFL test. Following this, a specially designed experimental platform, in which motion velocity is within the range of 5 m/s–55 m/s, was employed to verify the velocity effect and probability of a high-speed MFL test. Preliminary results indicate that the MFL technique can achieve effective defect inspection at high speeds with the maximum inspection speed of about 200 km/h being verified under laboratory conditions.     

基于磁控形状记忆合金的伺服阀驱动器

磁控形状记忆合金(MSMA)是一种新型的具有形状记忆功能的功能材料。用这种材料制成的驱动器具有响应频响高、驱动力大、可控位移大等特点,特别适合于制造高精度大位移运动与位置控制驱动器。根据MSMA以上优点,研究基于MSMA的先导式伺服阀驱动器,设计出一种新型的驱动器结构:用弹簧恢复MSMA形变,直流绕组产生偏磁磁场,励磁绕组提供可控磁场。通过已有数据分析了材料静态特性,用MATLAB软件进行数据分析并且仿真,得到材料的驱动力及位移与时间的关系,验证了结构设计的合理性。     

气动执行器伺服定位模糊PID控制

针对气动系统的非线性,提出一种模糊PID控制算法,使用高速开关阀,对气动执行器进行伺服定位控制．实验结果表明,在不同条件下,控制算法都有较好的控制能力,系统具有良好的动态和静态特性。