基于磁流变原理的旋转制动器的研究

根据磁流变液的流变特性,设计了磁流变液制动器,给出了制动器的结构及工作原理,采用磁场有限元分析的方法,对制动器工作间隙的磁场分布及强度进行分析,建立了制动器的制动力矩模型,给出了制动力矩的仿真及实验测试结果并对制动性能进行了分析。     

气动位置伺服系统磁流变流体制动器的仿真

利用磁流变流体的流变特性，设计了气动位置伺服系统磁流变流体制动器，介绍了其结构及工作原理，给出了阻尼力计算及实现制动控制的数学模型，并对其磁场分布及阻尼力特性进行了仿真计算，给出了相应的仿真结果。     

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%。     

磁流变制动器原理及动力学分析

基于Bingham模型描述磁流变液随外加磁场变化的流变特性,介绍一种磁流变制动器的原理,分析磁场强度对制动转矩的影响,建立制动转矩的计算公式和动力学方程,为磁流变制动器的设计提供理论依据。     

汽车磁流变液制动器温度特性仿真与试验研究

针对磁流变液制动器工作时内部热量聚集造成其制动性能下降问题,采用仿真分析与试验验证相结合的方法对其温度特性进行研究。首先分析计算磁流变液制动器的热量来源和生热率,在此基础上建立其温度场数学模型;其次分别针对汽车正常制动、紧急制动和频繁间隙制动等三种不同制动工况,进行磁流变液制动器的瞬态温度场仿真分析;最后搭建汽车磁流变液制动器试验平台开展输出制动力、制动性能和温度特性的试验研究。结果表明:在相同线圈电流下,磁流变液制动器表现出良好的恒减速度制动特性;不同制动工况下一个制动周期内工作间隙处的温度均呈现先迅速增大后逐渐降低的变化过程,并且制动初速度和线圈电流越大,温升幅度和速率均越大;整个制动周期内测点处温度的试验值与仿真值在数值和趋势上较为吻合,表明所建立的温度场仿真模型能够较好地反映磁流变液制动器实际制动过程的温度特性。     

圆槽盘式磁流变液制动器的设计研究

磁流变液制动器制动力矩不足始终是限制磁流变液制动器实际应用的主要原因。本文通过在普通制动盘的表面增加半圆形凹槽和凸脊,增大制动盘的工作面积进而增大磁流变液制动器的制动力矩。建立凸脊与圆槽配合制动的制动力矩的模型,得到影响力矩的参数。通过数学求导法求得凸脊的圆心位置,采用ANSYS中的电磁模块对圆槽式制动盘工作间隙处做磁场分析,确定凸脊的尺寸。综合制动面积和磁感应强度的变化结果,本文设计的圆槽盘式磁流变液制动器制动力矩相比于普通盘式磁流变液制动器的制动力矩提高了33%。     

并联液流通道结构的磁流变制动器电磁场和温度场特性分析

为了改善磁流变制动器的制动性能,提出一种并联液流通道结构的磁流变制动器。通过合理利用材料的导磁特性,使磁流变制动器内部的3层轴向阻尼间隙均被利用,有效提升了制动性能。建立了并联液流通道结构的磁流变制动器的力学模型,并对磁流变制动器进行了电磁场仿真分析;由仿真分析可知,磁流变制动器在转速为400 r/min时,最大制动转矩达到76.11 N·m。建立了磁流变制动器的温度场数学模型,对磁流变制动器的热源及生热率进行了理论分析;瞬态温度场仿真结果表明,在制动周期内磁流变制动器最高温度保持在磁流变液的工作范围内;因此并联液流通道结构的磁流变制动器能够正常工作。     

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。     

T型磁流变制动器的有效工作间隙位置对制动性能的影响

针对T型结构磁流变制动器工作间隙的位置和数量的不同对制动性能的影响,结合理论建模与模拟仿真分析,在同等外形尺寸、同种磁流变液材料的约束下,对T型结构磁流变制动器不同工作状态下的制动力矩和磁场分布进行了研究.基于工作间隙的不同位置和数量,进行了磁路的设计和制动力矩理论建模与计算;通过仿真结果和理论计算结果的对比,对不同位置的工作间隙所产生的制动力矩进行了分析.结果表明,当所使用磁流变液的材料、制动器的外形尺寸一致的情况下,对比制动力矩的仿真分析结果和理论计算结果,两者的相对差值在盘式工作状态下大于筒式工作状态.其中,盘式工作状态下,间隙A的相对差值最大;筒式工作状态下,间隙D的相对差值最小.进一步地,间隙D在单位磁动势下产生的制动力矩最大,表明该工作状态下制动器的能量利用率最高.研究结果为T型结构磁流变制动器的设计研究提供了理论参考.     

双盘式磁流变制动器的结构设计和性能研究

为在有限空间内实现较大功率的车辆制动的自动化和智能化,设计了一种工作在剪切模式下的双盘式磁流变制动器,分析了其工作原理,对其制动力矩的的理论计算公式进行了推导。使用有限元软件对制动器的磁路进行了磁场仿真,利用仿真结果经计算得出了其制动力矩值,在MATLAB软件上对计算结果进行拟合,得出了制动器励磁电流和制动力矩之间的函数关系。结果表明了该磁流变制动器制动力矩能够满足大多数中小型车辆的制动需求且易于实现制动力矩的线性控制。     

基才Maxwell的盘式制动器辅助电磁制动装置的有限元分析

简述了盘式制动器电磁辅助制动装置（以下简称制动装置）的结构和原理,运用标量磁位和矢量电位,描述了制动装置三维磁场的分布,给出了制动转矩的计算方法,建立了制动装置完整的三维有限元模型。借助Maxwell软件三维瞬态求解器,获得了制动装置稳定工况时的磁感应强度和电涡流密度分布云图,分析了磁感应强度和电涡流密度分布的特点及变化规律,并计算了制动转矩,为实际设计和优化制动装置提供了一定的依据。     

基于Simulink的磁流变制动器散热仿真分析

通过描述制动器热传递的数学特征,根据制动器实际工作状况,针对一次紧急制动、两次紧急制动和持续下坡制动三种不同制动工况下的MRF制动器放一散热情况,在Simulink环境下建立仿真模型,对散热仿真曲线进行分析,评价其作为车用制动器制动时的可行性.     

基于simulink磁流变液制动器性能仿真与分析

介绍了磁流变液的组成和性能,阐述了磁流变液制动器的结构和原理。根据磁流变液的流变特性,推导了单盘式圆盘型磁流变液制动器和圆筒型磁流变液制动器的制动力矩公式,并在Simulink环境内建立了单盘式圆盘型磁流变液制动器和圆筒型磁流变液制动器模型,分析了2种磁流变液制动器的性能特点。分析结果可为磁流变液制动器的理论研究和设计提供参考。     

基于Matlab/Simulink的车用磁流变液制动器设计与仿真

设计了一种汽车轮内叶轮式磁流变液制动器,根据磁流变液在强磁场下的流变特性,推导出该制动器的制动力矩计算方法,并在Matlab/Simulink环境下建立仿真模型,分析了制动器结构参数对制动力矩的影响。所设计的汽车磁流变液制动器能够满足一般小型汽车的制动力矩需求。     

A new magnetorheological brake`s combined materials design approach

Increase of magnetic flux density intensity, in certain parts of a Magnetorheological (MR) brake, was researched in order to improve MR brake`s overall braking properties. This paper proposes a new combined materials approach. New approach achieved magnetic flux density path routing. To verify the effect, two MR brake prototypes: The conventional one and the combined materials one, have been designed, manufactured and tested. Both prototypes had the same geometry. The construction material’s magnetic properties had to be determined by measurements. To increase the overall braking torque, the combined materials MR brake prototype featured non-magnetic housing materials and has successfully yielded significantly larger overall braking torque compared to the conventional MR brake.     

机械压力机节能型气压式制动方式设计理论

在分析现有机械压力机制动方式存在耗能耗材的不足基础上,提出机械压力机节能型气压式制动系统,并论述其工作原理。通过对机械压力机采用节能型气压式制动方式工作过程的分析,建立由气体的能量方程、流量连续方程、状态方程和制动气缸制动过程的动力学方程组成的数学模型。通过对节能型气压式制动气缸内气体热力学特性的分析,建立制动过程中制动力及制动功的计算公式。针对JH23-63型630 kN机械压力机,研制节能型气压式制动装置,并试验验证了该数学模型的正确性、实用性和可靠性。     

列车气动夹钳制动特性仿真及试验研究

气动夹钳的输出特性对保障列车安全制动起到至关重要的作用。以上海地铁11号线RZSS型气动夹钳为例,基于MATLAB和ADAMS联合仿真技术建立了其虚拟样机模型,并仿真分析了RZSS型气动夹钳在常用制动及停放制动工况下的制动缸压力建立过程、制动力输出特性、出闸灵敏度等工作特性;同时结合线路及车辆参数,对RZSS型盘式制动器进行了系统理论计算与校核;最后进行了部件例行试验测试,试验结果验证了计算机仿真与理论计算的正确性,为传统轨道车辆制动系统设计和气动夹钳结构优化提供了参考依据。     

电磁旋转涡流制动特性分析和力矩模糊控制方法研究

运用理论分析法和有限元计算方法,研究电磁旋转涡流制动器的制动特性。介绍制动器的基本结构与工作原理,并结合磁路分析法与分层理论,推导出制动盘中的涡流密度及涡流损耗公式,解析得到制动力矩的理论公式。结果显示,制动力矩同线圈匝数及励磁电流乘积的平方成正相关,而且受气隙长度、制动盘厚度、电磁材料的磁导率与电导率影响;建立旋转涡流制动器的三维有限元模型,验证了理论结果的有效性,并进一步研究制动器的几何参数与电磁参数对制动特性的影响规律,得到适用于列车紧急制动工况的制动器参数;根据制动特性曲线建立制动器的参数模型,设计了模糊控制器以改善高速区间内列车制动的平稳性。所提出的制动力矩理论推导、制动特性分析及控制器设计方法可以为涡流制动器的总体设计及优化研究提供借鉴。