圆盘式磁流变制动器磁饱和有限元分析

针对磁流变器件的磁饱和程度不明,提出了一种评估磁饱和率。对圆盘式磁流变制动器进行磁场有限元分析,并用磁饱和评估函数进行评估。结果表明,输入电流为2 A时,制动器刚好达到磁饱和。根据磁饱和分析进行结构优化,用磁饱和评估函数和评估磁饱和率对优化前后的制动器进行分析。结果表明,优化后的制动器,制动力矩增大了57%,磁饱和程度降低了0.92%。进一步地,在等磁动势情况下,对三类磁流变制动器进行磁场有限元分析。结果表明,异向绕组侧壁型抗磁饱和能力最强,外沿型抗磁饱和最弱;外沿型工作间隙磁感应强度分布较为均匀,而侧壁型工作间隙磁感应强度分布极为不均匀;对于侧壁型制动器,同向绕组工作间隙磁感应强度比异向绕组较为均匀。     

圆盘式与圆筒式磁流变制动器制动转矩研究

基于磁流变液的磁流变效应,介绍了圆盘式及圆筒式磁流变制动器的制动原理,推导了所需磁流变液体积公式,建立了磁流变制动器的磁路模型。应用ANSYS软件对磁路模型进行有限元磁场仿真,得到了磁感应强度云图和磁感应强度分布曲线。最后基于两种磁流变制动器的结构特点,分别计算并比较了它们的制动转矩大小。结果表明:当所使用磁流变液的材料、体积及励磁线圈匝数、通入电流大小相同的情况下,圆筒式磁流变制动器的制动转矩要比圆盘式磁流变制动器大50%左右。     

多液流通道旋转式磁流变制动器结构设计及优化

针对目前磁流变制动器磁场利用率不高、体积-转矩比低的不足,设计了一种多液流通道旋转式磁流变制动器。通过在旋转套筒中增加隔磁零件,将制动器有效阻尼通道从常规2段增加为4段,弥补了传统磁流变制动器单一有效阻尼通道结构设计的不足。阐述了多液流通道旋转式磁流变制动器结构及工作原理;分析了有效阻尼间隙在磁场作用下的磁路分布,同时建立了制动转矩数学模型。采用有限元法对磁流变制动器电磁场进行建模仿真,并利用ANSYS软件中的一阶优化方法对初始结构进行多目标优化。对优化前、后磁流变制动器有效阻尼间隙处的磁场强度和剪切应力的分布规律进行对比分析,同时分析了优化后制动器制动转矩的变化规律。仿真结果表明,优化后的磁流变制动器在输入电流为1 A时,制动转矩由126.78 N·m增加到170.65 N·m,提高了34.6%;制动转矩可调系数由66.65增加到68.75,提高了3.2%。     

内置永磁体的盘式磁流变制动器结构优化设计及仿真分析

为提高传统磁流变制动器制动性能及其安全性,提出一种内置永磁体的盘式磁流变制动器.阐述了内置永磁体的磁流变制动器工作原理,制动器在失电情况下,制动转矩在内置永磁体的作用下仍可维持一个安全值,一定程度上提高了制动器的防故障性能.对制动器磁路进行了分析,同时建立了制动转矩数学模型,利用ANSYS软件对其电磁场进行仿真.以制动器质量和制动转矩为优化目标,采用多目标遗传算法进行优化,得到Pareto最优解集,对其进行相关的赋权,得到制动器最优结构尺寸,对优化前及优化后的磁流变制动器进行对比,发现电流为1A时,制动转矩由80N ·m增加到105 N·m,提升了31.3％;同时制动器质量由5.4 kg减少到4.8 kg,质量减轻了11％.     

内置永磁体的盘式磁流变制动器结构优化设计及仿真分析

为提高传统磁流变制动器制动性能及其安全性,提出一种内置永磁体的盘式磁流变制动器.阐述了内置永磁体的磁流变制动器工作原理,制动器在失电情况下,制动转矩在内置永磁体的作用下仍可维持一个安全值,一定程度上提高了制动器的防故障性能.对制动器磁路进行了分析,同时建立了制动转矩数学模型,利用ANSYS软件对其电磁场进行仿真.以制动器质量和制动转矩为优化目标,采用多目标遗传算法进行优化,得到Pareto最优解集,对其进行相关的赋权,得到制动器最优结构尺寸,对优化前及优化后的磁流变制动器进行对比,发现电流为1A时,制动转矩由80N ·m增加到105 N·m,提升了31.3％;同时制动器质量由5.4 kg减少到4.8 kg,质量减轻了11％.     

多目标优化方法在汽车盘式制动器设计中的应用

工程问题优化一般是多目标的优化设计,本文论述的多目标模拟退火方法是基于Pareto理论,用于解决多目标问题的一种实用方法。优化得到均匀分布的Pareto最优解集后,依据不同的设计要求,从其中选择最满意的设计结果。将此方法应用于盘式制动器优化设计,目的是在保证足够制动力矩的前提下,尽量减小摩擦副升温和制动器的尺寸,以提高制动器工作的可靠性并给整车的设计留下更多的空间。     

圆筒式磁流变制动器结构设计

基于Bingham塑性模型,导出了圆筒式磁流变制动器的制动力矩公式,建立了磁流变制动器的二维轴对称磁场有限元模型。在考虑不产生＂磁饱和＂现象的情况下,分析了转筒厚度对工作间隙中磁流变液磁通密度的影响。在此基础上,确定了能使磁流变液中的磁通密度达到最大的结构设计方案。结果表明该结构方案既能满足磁流变制动器的制动力矩要求,又能满足磁路设计要求。     

圆筒式磁流变制动器磁路设计与优化分析

针对传统磁流变器件中励磁线圈长时间通电产生高温致使磁流变液制动效率失效的问题,设计一种利用永磁体代替通电线圈充当磁源的圆筒式磁流变制动器。针对该传动装置,从理论分析了制动器工作原理,建立了磁路模型;应用ANSYS对制动器的磁路模型进行仿真分析,验证了理论模型的正确性。仿真优化结果表明,添加隔磁环可以增大磁场强度,但磁场波动较大;一定范围内的磁偏角可增大磁场强度且不会产生磁饱和现象。     

改进型磁流变液制动器设计与分析

对传统盘式磁流变液制动器提出了改进措施,并对其设计方法进行了分析研究.磁流变液制动器是利用磁流变液的抗剪切屈服应力产生制动力矩,在屈服应力不变的情况下增大接触面积可以提高制动力矩.在传统盘式磁流变液制动器基础上,提出了一种增大其接触面积以增加其制动力矩的改进方法,讨论了力矩传递模型,利用电磁场有限元分析法研究了电磁特性,最后进行对比实验,实验结果验证所提方法的有效性.     

磁流变制动器电磁装置的有限元分析

采用ANSYS有限元分析，对在不同的激励电流、不同气隙间距和不同的线圈排布方式的条件下。电磁装置生成的磁场进行分析比较，得出最佳的线圈组合方式以及最佳的激励电流和气隙间距，为磁流变制动器电磁装置的结构设计提供依据。     

磁流变减振器磁路结构的参数化优化设计

磁流变减振器是一种新型智能减振装置,而磁流变减振器的磁路结构是磁流变减振器设计的重点,在磁流变减振器磁路结构设计中引入有限元分析的优化设计过程,介绍了ANSYS的参数化编程语言APDL及其在磁路结构优化设计中的应用,并针对某一磁流变减振器的磁路结构运用APDL语言对其进行优化设计。分析结果显示,运用APDL语言对磁流变减振器的磁路结构进行优化设计后,间隙处的磁感应强度明显增加,磁场分布更加合理,是一种有效的磁路优化设计方法。     

颗粒阻尼及磁流变复合减振镗刀的磁路优化

设计了颗粒阻尼及磁流变复合减振镗刀的磁抑振单元的磁路,并利用仿真软件ANSYS建立了磁路仿真模型。以正交试验为基础,通过仿真研究了磁路特性、磁场分布规律以及不同参数下阻尼通道的磁感应强度。研究表明,轴肩宽度、支撑套厚度和间隙宽度是影响磁通道磁感应强度的主要因素,可以通过合理选择磁路结构参数使减振性能达到最佳状态。     

基于有限元方法的磁流变阻尼器多目标优化设计

在分析了影响磁流变阻尼器阻尼性能的参数基础上,建立了磁流变阻尼器的多目标结构优化设计数学模型。结合磁场与结构耦合分析,利用一阶优化有限元法对其进行了优化计算,优化达到了预期的效果,为磁流变阻尼器多目标结构优化设计提供了参考依据。     

磁流变弹性体阻尼器的设计及磁路分析

针对高速切削加工过程中产生振动的情况,基于剪切模式,设计了一种磁流变弹性体阻尼器,针对磁流变弹性体阻尼器的典型磁路结构,阐述了磁路设计原理,研究了磁路计算方法,并利用ANSYS软件对其磁路结构进行了分析验证。仿真结果的分析有助于优化磁路结构,使所设计的磁流变弹性体阻尼器的磁场效能得到最大的发挥。     

磁流变抛光装置中的磁路和磁屏蔽设计

利用磁流变抛光（MRF）技术对光学零件进行加工是一项极具前景的超精密加工技术。在论述磁流变抛光基本原理的基础上,详细讨论了该装置设计过程中的磁路设计,使抛光区产生足够的磁场强度;同时分析和验证了磁流体循环系统中的磁屏蔽技术设计。这些方法对磁流变抛光装置的工程应用有很好的参考价值。     

基于多目标优化车辆盘式制动器优化设计分析

盘式制动器由于其良好的制动效果,无论汽车在何种方向上行驶时,它的制动力矩都不会因此而改变,且在常规制动过程中,平稳性较好而被广泛应用。但其影响因素也很多,其中最重要的是其结构特点和使用要求,故对其内外及加工等因素综合分析,选取某参数为初始值,从而建立目标函数,借助Isight进行优化分析。对优化后的制动器进行建模分析,对结构强度、接触过程力分布、温度场分布等进行校核。结果可知:基于多目标优化得到了满足设计要求和性能指标的最优解,有效地缩短了制动时间,并减少了盘式制动器的外型尺寸;优化后结构的强度、接触应力、温度分布等均满足使用要求,表明优化分析过程及方法的可靠性,为此类设计提供参考。     

波纹状磁流变制动器磁流热场强耦合分析

为研究应用于汽车的波纹状磁流变制动器在磁流热场强耦合作用下的温度特性,建立了磁流变制动器的磁流耦合和热流耦合有限元分析模型,采用直接序贯耦合法得到磁流变制动器的磁场分布和稳态非制动工况、正常制动工况、紧急制动工况、连续间歇制动工况下的温度分布及其变化规律。研究结果表明,在稳态非制动工况,磁流变制动器温度分布近乎均匀,而在正常制动、紧急制动工况和连续间歇制动工况下的最高温度分别为92. 4℃、111. 2℃、80. 4℃,制动间隙内的温度均呈现先上升后下降的变化趋势;随着励磁电流的增加,磁流变制动装置在制停过程中的最高温度也逐渐上升,但其上升幅度越来越小。研究结果可为磁流变制动器的设计和应用提供参考依据。     

剪切阀式磁流变减震器磁路分析与仿真

针对剪切阀式磁流变减震器,设计出了不同的磁路结构,其中磁路分级和电流方向是影响减震器磁场利用率、阻尼出力和调节范围的重要因素。为了得到这两个因素对减震器的综合影响结果,设计了几种不同的剪切阀式磁流变减震器模型,对其进行了磁路分析,比较了以上两个因素对磁场利用率的影响,并通过ANSYS软件仿真,验证了理论分析结论,得到了在相同加载电流和尺寸条件下基于磁场利用率的最优结构。通过进一步建模分析,得到了基于不同阻尼出力和结构尺寸综合指标下的最优磁路方案。