基于闭环PID控制的磁流变液阻尼减振器减振性能测试

针对某结构的振动特性及磁流变液阻尼减振器的工作方式,设计了一套用于检测其磁流变液阻尼器减振效果的测试系统,根据传感器检测到结构的振动信号输入到计算机和磁流变液阻尼减振器的控制器,通过PID方法控制伺服电机的回转速度和方向及外界磁场强度,从而改变输出控制力和阻尼的大小.试验表明,采用该方法,达到了降低结构响应振幅值的目的,提高磁流变液阻尼器的减振控制性能.     

一种新型汽车磁流变液减振器的设计

根据磁流变减振器的工作原理提出了一种JETTA轿车新型汽车磁流变减振器的机械结构,利用FEM方法优化了磁流变减振器的磁路设计和机械结构设计,并通过减振效果实验进一步验证了磁流变减振器的磁路设计和机械结构设计的正确性。该减振器机械结构简单,减振实时控制,具有较好的减振效果。     

基于磁流变减振器的飞机起落架模糊控制研究

对磁流变减振器作为飞机起落架减振器的数学模型进行研究,得到其运动微分方程和状态空间方程.基于模糊控制的思想,建立位移、速度-控制力模糊控制器,得到系统控制力,应用模糊控制技术产生控制电流,经模糊半主动控制器产生磁流变阻尼控制电流,驱动磁流变减振器,实现减振模糊半主动控制.仿真结果显示采用模糊控制起落架的弹性支撑和非弹性支撑的位移峰值、速度峰值、加速度峰值以及标准差都大幅度减小,效果接近于LQR,说明该磁流变减振器采用模糊控制算法能够在飞机滑跑过程中起到很好的缓冲减振作用.     

一种应用于救护车辆的磁流变减振器的实验研究

磁流变减振器是一种可实现半主动控制的理想减振装置.本文对救护车辆的磁流变减振器进行了实验研究,分析了不同振动状态和输入电压下减振器的示功特性和速度特性.实验表明,磁流变减振器具有良好的阻尼可控特性,是理想的救护车辆减振控制装置.     

一种用于大长径比铣刀杆减振的新型动力减振器

针对大长径比铣刀杆刚性差、加工中极易出现切削颤振的特点,提出一种新型动力减振装置。设计了铣刀杆整体结构,建立了减振铣削系统的铣削动力学模型。运用机械振动学和动力减振的定点理论推导出最优频率比和最佳阻尼比公式,利用MATLAB软件验证所建立模型的准确性;计算出减振装置的最优参数,进行动力减振器的结构设计;通过ADAMS软件进行了仿真实验,验证所设计的减振装置的减振效果,同时进行了实际的切削实验。结果表明:所设计的减振装置具有很好的减振效果。     

磁流变液减振器

磁流变液是一种新型的智能材料。磁流变液的快速流变性能使其广泛用于制造减振阻尼器、制动器、离合器、抛光装置和液压阀等。本文主要介绍了磁流变液在减振器上的应用。     

基于磁流变效应的变参数切削颤振抑制方法研究

随着我国加工制造业的发展,提高切削加工水平成为发展制造业亟待解决的重要问题,而机床切削颤振一直是制约机械加工质量的最重要的因素之一。针对车削产生的颤振问题,设计了磁流变车削减振装置,并对其结构及减振机理进行了分析,建立起了磁流变车削装置的动力学模型。对不同波形、峰值及频率电流作用下的切削系统振动响应进行了理论分析及仿真,结果表明:幅值为6A、频率为1Hz的方波电流为此切削系统下的最佳控制电流;此外通过改变实验中电流变化峰值、频率及波形,将各个参数对减振效果的影响规律进行了研究与探讨。     

磁流变液减振器阻尼特性的仿真分析

介绍了一种新型磁流变液减振器的工作原理及结构,结合伪静力模型和Bouc-Wen模型,建立了磁流变液减振器阻尼力特性方程,通过Matlab/Simulink仿真分析了磁流变液减振器阻尼力-位移、阻尼力-速度变化规律,验证了所建立磁流变液减振器阻尼力数学模型的正确性,为磁流变液减振器的深入研究提供了理论依据。     

自激式磁流变减振器的研究

介绍磁流变液的力学模型、减振器的振动模型、激励电路设计以及膜片与减振气囊的设计使用。基于振动模型的分析,用MATLAB进行相应的数值计算以及参数优化,得到减振器的结构以及性能参数。     

非均匀磁场作用下磁流变弹性体悬臂夹层梁振动响应实验分析（英文）

制备了两根中间层为磁流变弹性体材料、上下表面层是铝合金的磁流变弹性体夹层梁,其中中间层磁流变弹性体材料中的铁磁颗粒、硅油和硅胶质量分数为7∶1∶2和7∶1.5∶1.5。搭建了振动实验台研究分析非均匀磁场作用下磁流变弹性体悬臂夹层梁的振动响应,其中外加磁场场强大小的变化通过改变永久磁铁间的垂直距离获得。实验结果表明:无论是沿着夹层梁水平方向从固定端向自由端移动,还是在特定位置改变外加磁场强度大小,夹层梁的一阶振动频率都有逐步减小的趋势;含有更高硅油比的弹性体夹层梁有着更好的减振效果。     

问隙式节流通道磁流变液减振器实验研究

利用新型智能材料磁流变液，设计了一种混合工作模式的磁流变液减振器。该减振器结构上采用间隙式节流通道，外加磁场方向与磁流变液的流动方向垂直。在MTS实验机上对该减振器的特性进行了实验研究，在低频条件下，获得了较大的阻尼力输出，其增幅最大可达165．55％。     

基于磁场及动态响应的磁流变阻尼器结构分析

根据阻尼力理论数学模型分析减振器结构设计,并基于有限元仿真建立磁路结构模型,深入剖析不同磁路结构对磁场分布特性的影响以及对动态响应的影响。结果表明：小的阻尼间隙有利于增加磁感应强度并减小响应时间,活塞有效长度的增加在减少响应时间的同时也减小磁感应强度,磁极形状对二者的影响都较小。综合考虑磁场分布及响应时间,给出活塞头合理结构参数区间,为磁流变减振器的结构设计与优化提供参考。     

垂直磁场圆孔型阻尼器的实验研究

根据磁流变液的流变特性,设计了一种垂直磁场圆孔型阻尼器,其外加磁场方向垂直于磁流变液的流动方向。对该阻尼器的阻尼特性进行了实验研究,测试了阻尼力与外加磁场、振幅、频率的关系,收到了良好的实验效果。如果不加磁场,又可以作为普通流体阻尼器使用。     

Active damping of chatter in the boring process via variable gain sliding mode control of a magnetorheological damper

In this article, a sliding mode control of a magnetorheological fluid damper is presented for active damping of chatter in the boring process for the first time. A boring bar is integrated with an in-house developed magnetorheological fluid damper system. The variable gain super twisting sliding mode control algorithm is designed and implemented for suppressing the chatter in the boring process. Simulations of the controller show its fast response and robustness against disturbances and parametric uncertainties. Validation cutting tests performed under various machining conditions showed that the stability limit can be increased significantly with the sliding mode control of the magnetorheological fluid damper.     

磁流变减振器的优化设计与实验研究

磁流变减振器的磁路结构是磁流变减振器设计的重要环节,该结构的好坏将直接影响到减振器的工作性能的优良。采取参数化仿真的方法,分析得到了磁路的关键结构参数对间隙磁路的磁感应强度的影响,针对设计目标,选取设计变量,建立磁路的仿真模型。在磁流变减振器的设计中引入有限元分析的优化设计过程,采用参数化语言编程对模型结构参数进行优化。加工磁流变减振器样机,实验验证优化效果。仿真分析及实验结果均表明:运用参数化语言编程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得到明显改善,能够满足设计目标,磁场分布更加合理,是一种有效的磁路优化方法。     

考虑温度效应的磁流变阻尼器阻尼特性的分析

磁流变阻尼器属于一种能量耗散装置,在使用过程中将振动机械能转化为自身热能,阻尼器力学性能受磁场和温度等因素的影响。分析磁流变阻尼器的温升特性,建立磁流变阻尼器的宏-微观动力学模型,通过有限元仿真分析阻尼器的温度场分布,理论计算分析磁流变液微观结构对剪切屈服应力的影响、温度和磁场对磁流变液中铁磁颗粒磁化率和磁流变液黏度的影响。试验结果证实：在线圈通有0.5、2 A电流的情况下,当温度从303 K上升至343 K时,阻尼力分别下降了14.5%和10%,当温度上升至383 K时,阻尼器的阻尼力分别下降了20.4%和15.1%,结果表明温度升高,铁磁颗粒磁化率和磁流变液黏度降低,磁场增强,铁磁颗粒磁化率和磁流变液黏度增大。试验结果和理论计算变化趋势一致,磁场的增强补偿了温度升高使磁流变液黏度的减小值,从而减弱了温度对磁流变阻尼器阻尼性能的影响。     

Simulation and development of an active damper with robust <Emphasis Type="Italic">μ</Emphasis>-control for a machine tool with a gantry portal

Machine tools are generally used with process parameters that are as productive as possible yet stable. One way to raise productivity is to increase the process parameters like cutting speed or depth of cut (DOC). However, this approach will lead to process instabilities sooner or later. An increased rotational speed of the spindle will excite higher eigenfrequencies depending on the tools teeth count. In combination with higher cutting forces resulting from a deeper DOC, the process can become instable because of chatter or other oscillations and vibrations of the machine tool. This paper describes the identification of a critical eigenfrequency and corresponding eigenmode. An active damper was then developed to mitigate the negative effect this critical eigenfrequency has including a robust controller which protects the process from instabilities through changing eigenfrequencies caused by changing machine positions. It will also enable increased process parameters for a higher productivity of the machine tool. A simulation environment of the active damping system with a classic control and a robust \(\mu\)-control was developed. The damper was applied to the machine tool and tested.     

影响铣削颤振稳定性的因素与规律分析

应用Altintas切削颤振理论实现了铣削颤振的预测,并对影响铣削稳定性的机床系统因素进行了分析。研究发现,稳定性叶瓣图会受到机床的主轴-刀具系统模态参数影响,尤其是模态刚度、阻尼比和固有频率。另外,通过系统动刚度相同的条件下不同的阻尼比和模态刚度组合对铣削稳定性的影响分析发现,模态刚度对系统稳定性的影响要大于阻尼比的影响程度。分别对影响铣削加工稳定性的刀具参数、工件材料特性以及切削参数等因素及其对铣削稳定性的影响规律进行了分析。结果显示:减小刀具齿数、刀具螺旋角和刀具悬伸量,并增大刀具直径对于改善切削颤振有益;具有较小切向切削力系数和径向切削力系数的材料更容易实现稳定切削;减小铣削宽度,并采用顺铣方式,系统的临界切深更大。     

并联式磁流变阻尼器磁场分布分析

为了更好地利用长行程磁流变阻尼器阻尼通道内磁场有效面积及控制的灵活性,实现对冲击力和位移的平稳控制,对阻尼器进行了磁场有限元仿真与分析,给出了4个线圈输入电流不同时阻尼通道内有效长度上的磁感应强度分布的非参数化模型。结合冲击载荷下控制目标,为控制算法的设计奠定了基础。     

基于模态解耦-状态反馈控制的磁悬浮铣削系统稳定性研究

铣削加工效率和加工精度的提高,必然要求铣床加工速度的提高。随着磁悬浮技术的发展,高速磁悬浮电主轴已成为铣床的关键部件。然而磁悬浮电主轴转子系统在高速运行时存在较强的陀螺耦合效应,其过强的耦合效应使得高速铣削的稳定性区域变窄,甚至使铣削系统失稳。为此,提出基于PD控制器的模态解耦-状态反馈的控制方法。通过该方法对转子系统的平动模态和转动模态之间的耦合以及2个方向上转动模态之间的耦合进行解耦,独立调节各个模态控制器的比例和阻尼系数来降低陀螺耦合效应对磁悬浮铣削系统稳定性区域的影响,从而增大铣削的稳定性区域。通过仿真研究基于PD控制器的模态解耦-状态反馈控制前后陀螺耦合效应对铣削稳定性区域的影响。结果表明:通过基于PD控制器的模态解耦-状态反馈控制技术,不仅能够降低陀螺效应对铣削稳定型的影响,也能够改善铣削的稳定性区域。