基于磁流变液减振器的车辆悬挂半主动控制

磁流变液减振器,通过线圈电流改变磁场调节磁流变液在阻尼通道中的流动,实现对减振器阻尼力的控制.车辆悬挂系统由弹性元件、导向元件和减振器组成.基于磁流变液阻尼器的车辆悬挂半主动控制,采用二自由度1/4车体模型构建控制器模型.通过二次型最优控制LQR算法,根据极值原理导出最优控制律,以确定半主动减振器驱动器控制力.仿真表明,该控制器具有较好的稳定性和良好的减振效果.     

军车磁流变半主动悬挂关键部件研制概述

概述了军车磁流变半主动悬挂关键部件研制现状,着重介绍了最新设计的具有盘形径向节流阀结构的磁流变减振器及其控制系统.经台架及随机道路试验表明:该磁流变减振器输出力大;磁流变半主动悬架能明显抑制车身的低频共振峰值,能满足军车半主动振动控制需要.     

基于车辆半主动悬架的一种磁流变减振器阻尼力的理论推导及试验分析

根据汽车减振的特点,设计了一种磁流变减振器,并对它的阻尼力进行了理论推导,从推导的阻尼力公式可看出,根据设计的减振器,在车辆悬架动态性能模拟试验台上对示功特性和速度特性进行了试验验证,证明了推导的阻尼力公式中阻尼力与通电电流成非线性(二次)关系是合理的,对设计出真正用于实际的减振器有一定的参考价值.     

并联复合式电磁悬挂模型参考多模式切换控制研究

传统馈能悬挂难以平衡减振和馈能之间的矛盾关系,针对该问题提出由电磁作动器和磁流变减振器组成的并联复合式电磁悬挂结构方案。为提高并联复合式电磁悬挂对不同路况的适应能力,考虑其具备不同工作模式的特点,设计了模型参考多模式切换控制器,并以提高乘坐舒适性为目标确定了切换指标、阈值及相应的控制参数。针对切换指令的离散特性和悬挂系统状态变化的连续特性,基于Stateflow软件设计了多模式切换控制系统,并确定了相应的切换规则和切换流程。对模型参考多模式切换控制器的性能进行了仿真和试验验证。结果表明：该模型参考多模式切换控制器可有效地实现并联复合式电磁悬挂各工作模式之间的切换,提高了并联复合式电磁悬挂对不同路况和驾驶需求的适应性,有效平衡了减振及馈能之间的矛盾关系。     

冲击载荷下磁流变减振器的动态特性研究

磁流变液作为一种新型的智能材料,其优异的特性已经引起国内外专家学者的重视,并对其工程应用作了深入地研究,磁流变减振器已成为减振工程中最有前途的装置之一.本文以火炮反后坐装置为应用背景.探讨了冲击载荷下磁流变减振器的动态特性并进行了实验研究,对磁流变减振器在冲击载荷下的可控性作了研究.     

冲击载荷下磁流变阻尼器的设计与分析

自动武器的后坐阻力直接影响着武器的射击精度.为了改善武器反后坐装置的缓冲减振性能,通过分析自动武器的后坐运动,建立了冲击载荷下磁流变阻尼器的设计模型,确定了阻尼器的结构参数、控制策略,数值分析了在不同磁场强度、后坐速度下阻尼器的特性曲线,并在减振器示功试验台上进行了测试,试验数据表明,磁流变阻尼器具有很好的阻尼平台效应,可有效抑制冲击载荷的作用.研究结果对自动武器的后坐阻力控制提供了有价值的参考.     

回转叶片式磁流变减振器的特性研究

在一定假设的基础上,建立了回转叶片式磁流变减振器的阻尼力计算模型,通过原理性试验验证了理论分析的合理性,提出了可调倍数的概念,指出了获得较大的可调倍数是回转叶片式磁流变减振器获得实际应用的关键技术。对如何提高可调倍数提出了一些看法。     

仪器舱整体减振支架二级减振研究

受安装空间限制及高力学环境要求,仪器舱采用整体减振对其中设备进行减振。但是整体减振支架可能带来个别仪器的局部放大,使力学环境更加恶劣。为解决这一工程实际问题,工程中一般采用二级减振。通过对二级减振的力学模型进行动力学原理的分析,推导二级减振中仪器的传递函数,得出二级减振器参数设计的一些基本原则,通过随机振动试验表明设计的二级减振效果能够满足型号工程应用需求。     

基于最优控制导弹运输发射车主动悬架研究

针对某导弹运输发射车的四自由度模型,设计了主动悬架控制系统,以满足导弹发射和机动运输状态的整车重要部位处的减振要求.对于发射和机动两种工况,应用最优控制理论设计控制器,并给出了作动器的切换策略.最后对控制系统进行计算机仿真,结果证明比被动悬架有更好的减振性能.     

基于仿真的特种车辆方向盘轴向减振器设计研究

针对特种车辆在砂石路面上行驶时方向盘处手传振动很大的情况,根据人体生物力学特点,结合操纵方便性等人机工程学的要求,对所设计的减振器的轴向减振效果在MATLAB平台上进行了仿真分析;并从多学科的角度,对减振器设计参数进行了仿真优化设计。仿真结果表明：这种结构能大大减小特种车辆在砂石路面上的手传振动,提高了驾驶的操作舒适性;同时发现在一定刚度系数条件下;均有一个最佳的阻尼率能使方向盘轴向减振器第一减振阶段减振效果达到最佳,且最佳阻尼率在0.2～0.3之间,变化范围很小。从而证明了对方向盘减振器采用半主动减振的不必要性。     

基于Herschel-Bulkley模型的火炮磁流变后坐阻尼器设计

针对火炮磁流变(MR)阻尼器的特点,以某25 mm口径试验火炮为研究对象,基于Herschel-Bulkley模型,建立了该25 mm试验炮磁流变后坐阻尼器的平行板一维层流模型,得到不同MR流体行为指数和不同磁场作用下阻尼力随活塞速度的变化规律,确定了磁流变阻尼器的主要技术参数.建立了火炮后坐运动方程,评价了MR流体行为指数对后坐阻尼器性能的影响,此指数越大,阻尼器所产生的阻尼力也越大,火焰的后坐位移和后坐速度也越小.计算结果表明,所设计的火炮MR阻尼器满足设计要求.     

某火炮磁流变缓冲阻尼器的设计与分析

针对火炮冲击型磁流变(MR)阻尼器的特点,基于Herschel-Bulkley本构模型,建立了某火炮实验研究用磁流变后坐缓冲阻尼器的平行板一维层流模型。在ANSYS软件中建立了阻尼器流口的电磁有限元模型,求得了平行板流口间磁流变流体（MR流体）的磁通密度。将MR流体流动模型和流口有限元结果相结合,获得了不同MR流体行为指数和不同磁场作用下阻尼力随活塞速度的变化规律。建立了火炮和磁流变缓冲阻尼器后坐运动方程,计算了不同MR流体行为指数下,火炮与磁流变阻尼器的动力学特性,评价了MR流体行为指数对磁流变阻尼器性能的影响。数值计算结果表明,所设计的磁流变阻尼器满足设计要求。     

冲击载荷下磁流变阻尼器动态特性试验分析

应用于火炮反后坐装置中的磁流变阻尼器工作在高冲击、高速环境下,因此对所设计长行程磁流变阻尼器进行了冲击试验,测试其在冲击载荷下的动态特性及性能指标。通过采用非线性最小二乘法对试验数据拟合,基于Herschel-Burkley磁流变液非线性本构特性的平行平板恒流模型,提出了冲击载荷下磁流变阻尼器的动态特性模型。并利用该数学模型对磁流变阻尼器在反后坐装置应用中的可控性进行了深入讨论。理论分析表明：在火炮反后坐装置应用中,利用磁流变阻尼器阻尼力可调特性,可以实现理想的后坐动态特性。     

基于有限元分析的磁流变阻尼器动态响应

针对阻尼器特殊的结构特点,通过静态磁场仿真确定阻尼器的磁路结构。利用ANSYS 软件对阻尼器进 行瞬态磁场有限元仿真,获得阶跃电压作用下阻尼器的瞬态磁场响应过程,通过与简化数学模型的对比得出涡流对 阻尼器电磁响应时间的影响,并由磁场有限元仿真结果获得流道内磁流变液的剪切屈服应力时程曲线。通过阻尼器 动态响应时间测试实验获得激励电流作用下阻尼力的实测响应时间。结果表明：计算获得的剪切屈服应力时程曲线 与阻尼力的实测响应过程基本吻合,说明电磁响应是影响磁流变阻尼器动态响应的主要因素。     

磁流变装置结构与磁路耦合有限元分析

利用ANSYS有限元软件的电磁场模块对磁流变阻尼器磁路与结构耦合进行有限元分析,分析了电流强度、铁芯结构的几何形状等对磁流变阻尼器的磁场分布及产生的阻尼力大小的影响,使设计出的磁流变元件结构紧凑,能够在通入尽可能小的电流时提供更大的阻尼力,为磁流变阻尼器结构设计和性能分析提供了依据.     

Structure Analysis for a New Type of Vane Hydraulic Damper Using Magneto-rheological Fluid

Over recent years the progress in actuator and microelectronics technology has made intelligent suspension systems feasible.Based on conventional vane hydraulic damper,a new vane magneto-rheological fluid（MRF） damper with fail-safe capability is designed.Firstly,the mathematical model of damping moment is deduced based on the parallel-plate model and Bingham model of MR fluids.Secondly,some influence factors of damping adjustable multiple are analyzed to provide some ways for augmenting the damping adjustable multiple under the condition of keeping initial damping moment invariable.Finally,the magnetic circuit is designed,and magnetic field distribution is simulated with the magnetic finite element analysis software-ANSOFT.The theory and simulation results confirm that the damping adjustable range of vane MRF damper can meet the requirement of heavy vehicle semi-active suspension system.     

磁感应强度和阻尼通道间隙对某发射装置振动影响

本文主要研究磁流变阻尼器应用在高速、高冲击性环境下发射装置的反后坐装置中,其结构参数磁感应强度和阻尼通道间隙对发射装置的振动影响;采用有限元和abaqus软件二次开发平台相结合的方法建立该发射装置结构动力学有限元模型,改变磁流变阻尼器的结构参数模拟整个装置的发射过程,研究发射装置的振动特性.仿真计算结果表明,输入不同的电流值和不同的阻尼通道间隙值会对发射装置振动特性产生影响,在设计和应用发射装置上磁流变阻尼器时应给予重视.     

A New Damper for Tracked Vehicle Suspension

The passive suspension system of tracked vehicle is designed to get its suspension parameters based on a certain common velocity and a certain road surface roughness. Its performance optimization only exists in a certain operating mode without far-ranging adaptability. Holding the damper basic frame form and applying semi-active suspension system based on MR (magnetorheological) damper, the vehicle can keep its optimum efficiency between energy dissipation and vibration reduction in all kinds of operating modes. Theoretical analysis and experiments show that the damping performances provided by this MRF(magnetorheological fluids) vane damper are same as those provided by traditional damper, and the new damper has the better controllability and adaptability.     

磁流变阻尼器动力学模型及其应用

介绍了磁流变体的特点和磁流变器件在国外研究和发展状况，并讨论了磁流变阻尼器在火炮反后坐装置上的应用。从材料流变特性和动力学、机械学、电磁学的角度出发，建立了磁流阻尼器的动力学模型，应用该模型可由磁流变阻尼器设计参数得到其动力学特性曲线。     

车辆悬挂系统电磁阻尼器的研究

利用电磁学的原理对电磁阻尼器的工作原理进行了分析,得出其线性阻尼的特性,并与传统的液压筒式减振器的非线性阻尼采用等效法进行对比仿真分析,证明了该电磁阻尼器的减振的可行性,并对其进行了磁路设计.