旋转式磁流变阻尼器及其驱动器研究

研制了转子具有圆柱体结构的旋转式磁流变阻尼器,转子的两个端面和圆柱面均为工作面,设计了适用于磁流变阻尼器的永磁密封装置,利用阻尼器内的磁流变液实现了动密封。应用有限元法对阻尼器模型进行了电磁场分析,结合有限元分析结果与磁流变液的本构关系,对磁流变阻尼器的力学性能进行了仿真研究。开发了用于磁流变阻尼器的驱动器,实现了应用工控机对阻尼器的屈服力矩进行控制。在此基础上,建立了阻尼器控制实验系统,对阻尼器的屈服力矩控制进行了实验研究。     

磁流变阻尼器在斜拉索减振中的应用

大跨度斜拉桥拉索的大幅振动及其控制越来越引起人们的重视，应用磁流变阻尼器进行拉索减振是一种新的探索。文中介绍在洞庭湖大桥应用磁流变阻尼器进行拉索减振的试验研究情况，得到了安装阻尼器前后拉索的动力特性，结果显示拉索系统的模态频率在安装阻尼器后增大了3％－4％，模态阻尼比无阻尼器时增大了3倍－6倍。磁流变阻尼器的减振效果经历了实际风雨振的检验，在其他拉索发生大幅振动的情况下，装有磁流变阻尼器的拉索稳定如常，其振幅减小20倍－30倍。证明该阻尼器是拉索减振的有效手段。这些对于应用磁流变阻尼器进行拉索振动控制具有一定的指导意义。     

剪切型磁流变脂阻尼器转子系统的动力特性

为了解决磁流变流体沉淀给磁流变流体装置动力特性带来的影响,提出一类流变特性也可以随外加磁场发生显著变化的磁流变脂,基于剪切工作原理设计用于旋转机械转子系统的剪切型磁流变脂阻尼器及单盘悬臂转子系统,通过试验详细地研究剪切型磁流变脂阻尼器对转子系统动力特性的可控性、剪切型磁流变脂阻尼器抑制转子系统振动的有效性,以及剪切型磁流变脂阻尼器对转子系统的振动进行主动控制的适用性,并考察了剪切型磁流变脂阻尼器－转子系统的动力特性在长时间内的重复性。结果表明,利用一个低压电磁线圈产生的磁场就可以控制剪切型磁流变脂阻尼器－转子系统的动力特性,在合适的磁场条件下剪切型磁流变脂阻尼器能够极大地抑制转子系统的振动,剪切型磁流变脂阻尼器－转子系统的动力特性在较长的时间内具有良好的重复性,剪切型磁流变脂阻尼器适合作为转子系统振动的主动控制元件。     

磁流变智能阻尼器在抑制深孔切削振动上的研究

基于磁流变液的工作原理,设计了一套剪切阀式磁流变阻尼器,用于抑制深孔切削中的振动。分析了磁流变液工作原理,通过对深孔切削系统建立的动力学模型,得出系统的频率响应函数。最后通过MATLAB仿真分析表明:控制磁流变阻尼器的磁场强度可方便调节系统的阻尼率,进而能有效地抑制深孔切削振动的发生。     

一种新型的磁流变阻尼器及其在半主动控制车辆悬架中的应用研究

研制了一种新型的磁流变阻尼器 ,进行了阻尼器的阻尼特性试验。在性能试验的基础上 ,提出了描述磁流变阻尼器阻尼特性的非线性滞回模型。采用磁流变阻尼器实现车辆悬架系统半主动控制 ,提出一种基于最优控制理论的半主动控制方案 ,给出了悬架系统在B级公路路面激励下控制数值仿真结果。结果表明基于最优控制理论的半主动控制磁流变阻尼器有明显的控制效果 ,可以有效地提高车辆的乘坐舒适性 ,具有良好的应用前景。     

一种磁流变阻尼器控制系统的试验方法

在分析磁流变阻尼器阻尼力计算模型的基础上,对电控特性方程进行了分析讨论,通过研究控制系统的激励源、数据采集系统、电流控制器等主要模块,设计了一种基于MTS810材料试验机的磁流变阻尼器控制系统的试验方法,试验结果符合理论计算模型。该方法对于磁流变阻尼器的半主动控制、力学性能测试及结构改进研究十分有效。     

内置阀式磁流变阻尼器结构设计及阻尼性能研究

针对目前磁流变阻尼器结构受限时输出阻尼力过小的不足,设计了一种内置阀式磁流变阻尼器。该新型磁流变阻尼器采用内置式磁流变阀代替了目前常用的阻尼器活塞头结构;内置阀液流通道由圆环轴向流、圆盘径向流及小孔流构成。通过控制内置阀产生的压降来控制阻尼器的输出阻尼力。阐述了内置阀式磁流变阻尼器的工作原理,推导了阻尼器可控阻尼力数学模型。采用有限元法(FEM)对内置阀式磁流变阻尼器电磁场进行建模仿真,并通过ANSYS软件一阶优化方法对其结构尺寸进行多目标优化。仿真结果表明:优化后的内置阀式磁流变阻尼器在输入电流为1.0 A时,输出阻尼力由21.89 k N提高到38.94 k N,提高了77.9%。     

挤压式磁流变阻尼器及其有限元分析

磁流变弹性体是一种新型智能材料,由橡胶与磁性颗粒组成,兼有磁流变液和弹性体的特点,同时又克服了磁流变液易沉降、稳定性差的缺点,具有很好的应用前景。利用磁流变弹性体的流变特性,设计了一款基于挤压工作模式的磁流变弹性体阻尼器,并对该阻尼器进行了有限元分析。结果表明,该阻尼器能在外加电流的作用下产生磁致效应,实现对振动的有效控制。     

磁流变阻尼器嵌入式传感器设计

分析了磁流变阻尼悬挂系统振动控制和故障诊断所需的状态监测参数,总结了磁流变阻尼器嵌入式传感器设计准则。在此基础上以某型履带车辆磁流变阻尼器研究对象,基于新型传感器技术对其进行了嵌入式传感器设计,优化了磁流变阻尼器控制决策和故障诊断过程中信号采集的方式,有利于提高信号采集的精度和可靠性。通过车辆悬挂装置单自由度振动试验,验证了嵌入式传感器设计方案的可行性,对于磁流变阻尼器在车辆悬挂系统的工程应用起到了重要的指导意义。     

磁流变液阻尼器的磁路设计方法

磁流变阻尼器因其优越的性能，在汽车制造业、建筑业都具有潜在的巨大商业应用价值。在对磁流变阻尼器的磁路设计进行理论分析的基础上，建立一套比较完善且有效的磁流变阻尼器的磁路设计方法。本文所涉及的磁流变液阻尼器主要应用于车辆悬架的半主动振动控制。     

新型泡沫金属磁流变液阻尼器的设计及其特性

设计一款新型泡沫金属磁流变液阻尼器,将泡沫金属作为磁流变液的存储载体,使磁流变液封存在阻尼腔中,解决传统阻尼器造价高和密封难的问题;采用在端盖两端设置铜片的设计方法,对磁路中的磁力线走向进行改进,对其磁场进行有限元仿真,仿真结果表明其磁场分布均匀,证明结构设计合理。将设计的泡沫金属磁流变阻尼器用于抑制悬臂梁的振动控制实验,实验结果表明:泡沫金属磁流变液阻尼器响应迅速,可控阻尼性良好,体现了泡沫金属磁流变阻尼器用于半主动控制方面的优势。     

面向对象的磁流变液阻尼器设计及减振效果研究

针对桌小型钢框架结构的振动特性,基于非牛顿粘性流体模型,由磁流变液的物理性质,建立了磁流变液阻尼器的剪切应力模型,描述了磁流变液阻尼器的非线性特性,得到了磁流变液阻尼器的设计参数;利用制得的磁流变液阻尼器,对该结构进行了振动测试研究,结果表明,在使用制得的磁流变液阻尼器后,框架结构的第一阶耨动幅度与不加磁流变液阻尼器相比,减小了42%,而且整个过程较为平稳,验证设计的磁流变液阻尼器的阻尼效果,为磁流变液阻尼器的设计提供了理论和实验依据.     

磁流变阻尼器动力学模型参数识别

针对磁流变阻尼器动力学模型中的未知参数,采用阻尼最小二乘法进行参数识别。推导了剪切阀式磁流变阻尼器的数学模型并进行动力特性仿真,通过仿真结果分析,提出磁流变阻尼器非线性Bingham参数模型,利用阻尼最小二乘法识别出非线性Bingham模型的参数,得到磁流变阻尼器动力模型。通过动力模型仿真验证,结果表明非线性模型可以准确的描述磁流变阻尼器的动力特性,说明阻尼最小二乘法能有效的识别非线性参数模型,为磁流变阻尼器在汽车碰撞缓冲吸能应用方面奠定了基础。     

磁流变阻尼器等效线性阻尼系数计算

基于修正的Bouc_Wen模型分析了磁流变阻尼器的性能,并计算了其等效线性阻尼系数;基于修正的Bouc_Wen模型的仿真数据,通过曲线拟合回归分析方法建立了磁流变阻尼器等效线性阻尼系数与控制电压以及磁流变阻尼器运动振幅之间的关系模型,并验证了模型精度。研究结果显示,等效线性阻尼系数模型具有较高的精度,相对误差低于1%;对于应用强非线性磁流变阻尼器的振动系统,在给定频率下,利用等效线性阻尼系数模型可以有效提高系统振动及稳定性分析的计算效率。该研究为磁流变阻尼器的控制应用提供了理论依据。     

基于模糊理论的磁流变阻尼器控制

该文对多环形槽结构磁流变阻尼器进行理论分析和实验建模,建立了该阻尼器的力学模型.根据实验数据,给出了阻尼力与控制电流之间和阻尼器响应速度的关系,并以此为依据设计出磁流变阻尼器的控制器.由于磁流变阻尼器具有非线性和滞回特性,目前的力学模型还不够精确,该文采用将模糊控制方法对阻尼器进行控制仿真,结果表明其控制效果较好     

一种新型复合MR阻尼器的设计与磁路仿真分析

针对土木工程的特点,从保证磁流变阻尼器的阻尼性能、节省控制系统的能耗和提高阻尼器的安全稳定性能出发,设计了一种具有较好的被动和半主动控制功能的新型复合结构磁流变阻尼器,并建立了这种磁流变阻尼器的力学模型.根据电磁场理论,设计了具有永磁体与通电线圈的复合结构磁流变阻尼器的磁路,再利用ANSYS软件对该磁路与结构参数进行仿真分析,结果表明复合结构MR阻尼器比传统普通结构MR阻尼器具有更优越的可控性及安全稳定性能,为设计具有适当力值需求的复合磁流变阻尼器提供有效手段.     

混合模式下磁流变阻尼器设计与仿真

本文以一种混合模式磁流变阻尼器为研究对象,基于Bingbam模型推导了混合模式下磁流变阻尼器阻尼力表达公式,开展了磁流变阻尼器磁场有限元仿真分析,研究了不同电流工况下工作间隙磁场分布规律,仿真结果表明：工作间隙磁场强度随励磁电流大小增加而增加,电流2.0A时达到磁流变液磁饱和点。研究结果为磁流变阻尼器设计与减振应用提供了理论指导。     

双面抛光机上研磨盘振动抑制的半主动控制方法

振动是影响超精密加工质量的关键因素之一,弹簧加压式双面抛光机在抛光过程中的上研磨盘振动现象严重制约了产品的加工精度。为解决这一问题,提出了在弹簧加压装置中加入磁流变阻尼器的方法,通过控制磁流变阻尼器阻尼系数来实现对双面抛光和上研磨盘振动的半主动控制,以达到抑制振动的效果。首先,对改进后的压力加载系统进行了数学建模,得到了抛光过程中上研磨盘的运动方程式;接着,对半主动控制的控制策略进行了设计,得到了其控制算法;最后,在Simulink中对半主动控制策略下的系统进行了仿真分析,并将其仿真结果与未加控制时的系统仿真结果进行了比较分析。比较分析结果表明,所设计的半主动控制方法能够有效抑制双面抛光机上研磨盘的振动现象。     

挤压式磁流变液阻尼器--转子系统的动力学特性与控制

用磁流变液代替常规挤压油膜阻尼器的润滑油,可制成阻尼特性受磁场控制的挤压油膜阻尼器,用于转子系统的振动控制。依据Bingham模型推导了磁流变液挤压油膜的雷诺方程及其解的表达式,给出了油膜流速、压力分布、油膜反力和阻尼器内磁拉力等的计算公式;以磁流变液阻尼器—刚性转子系统为例,理论分析了挤压油膜的力学特性和转子系统的不平衡响应特性;设计和制造了一种用于转子振动控制的挤压式磁流变液阻尼器;试验研究了支承在该阻尼器上的单盘偏置柔性转子系统的不平衡响应特性和控制方法。研究表明,磁拉力可降低一阶临界转速和临界振幅;油膜反力可降低转子系统在无阻尼临界转速处的振幅,并使一阶有阻尼临界转速增大;通过开关控制能使阻尼器具有最佳的减振效果,使转子振幅在全转速区达到最小。     

磁流变阻尼器修正的Dahl模型的建立及仿真验证

磁流变阻尼器具有复杂的动态特性,为其建立准确的力学模型有助于更好地研究其振动控制。首先对某款磁流变阻尼器进行振动试验,采集到其力、位移、速度等数据,然后在Simulink中搭建其修正的Dahl模型,并利用Simulink中的参数估计工具进行了参数辨识,最后将辨识出的参数导入模型进行仿真。仿真结果与试验数据吻合度较高,证明所建立的修正的Dahl模型准确,有助于进一步研究磁流变阻尼器的振动控制。