考虑离心挤压的磁流变离合器传动性能研究

介绍了圆盘与圆筒复合式磁流变离合器的工作原理,基于Bingham模型描述了磁流变液剪切应力随外加磁场变化的流变特性,考虑到圆盘旋转过程中磁流变液在离心力的作用下会对圆筒中磁流变液产生挤压强化效应,建立了圆盘与圆筒复合式磁流变离合器的传递转矩方程,分析了磁场强度对传动性能的影响,并通过有限元仿真了圆盘与圆筒复合式磁流变离合器的磁感应强度分布情况。研究结果表明:在考虑离心挤压情况下圆筒式磁流变传动装置的传动性能提升了13.23%,磁流变离合器的传递转矩随外加磁场增大而增大。     

两圆盘间磁流变液剪切传动特性分析

基于Herschel-Bulkley模型描述了磁流变液在外加磁场作用下的流变特性。基于动量方程,分析了磁流变液在两圆盘间的剪切流动,得到了磁流变液在两圆盘间的传递转矩方程,为圆盘式磁流变剪切传动设计提供了理论依据。建立了两圆盘间磁流变液剪切传动特性实验方法,对两圆盘间的磁流变液传动性能进行了实验分析。研究结果表明,温度对磁流变液无磁场作用时的传递转矩有较大影响,通过外加磁场可以实现对磁流变液传递转矩的连续控制,磁流变液传动的传递转矩随外加磁场的增加而增大。     

基于挤压模式下磁流变液力学行为的实验研究

对磁流变液在不同直流电流作用下的准静态挤压过程进行了实验研究.建立了用于测试磁流变液挤压模式下力学特性的实验装置,并通过ANSYS/Multiphysics对此实验装置磁路的磁感应强度分布进行了仿真分析.测试了压应力和压缩弹性模量各自随压应变的变化曲线.实验结果表明:压应力与压应变、外加电流大小和磁流变液本身的性能都有密切的关系.压应力与压应变、压缩弹性模量与压应变的曲线可以划分为3个不同的区域.在第1区域压应变小于0.025时,压应力和压缩弹性模量随压应变的增加而迅速增加;在第2区域压应力与压应变的曲线斜率近乎为零,而压缩弹性模量却随压应变的增大而下降,在压应变约为0.15时降到最低.随后在压应变大于0.15时压应力和压缩弹性模量与压应变显示为指数关系.     

磁流变胶泥流变学特性测试装置研究

现有的商用磁流变仪不能满足磁流变胶泥高剪切率和高剪切应力测试的要求,对比设计了密闭圆筒剪切模式的磁流变胶泥流变特性测试装置。在完成总体结构设计的基础上,建立了剪切通道励磁磁路的分析模型,得出了剪切通道磁场强度与励磁电流的关系,并进行了有限元仿真验证。考虑转子与外筒存在倾斜,建立了磁流变胶泥转矩传递的力学模型,得到了转子与外筒倾斜角度与传递转矩误差的理论关系。完成了测量装置样机的制作,开展了磁流变胶泥流变学特性测试,在低剪切率下测量装置测试结果与安东帕流变仪测试结果能较好吻合。研究表明,测试装置能够实现25 000 s-1的高剪切率和200 k Pa的高剪切应力测试。     

形状记忆合金与磁流变液交替传动性能研究

针对磁流变液在高温下传动性能下降等缺点,提出一种形状记忆合金与磁流变液交替的传动方法。基于形状记忆合金的热力学效应,推导了弹簧挤压力与温度的关系式,并通过实验验证了方程的正确性;对传动装置的磁场进行有限元分析,得出了工作间隙沿径向的磁场分布;基于形状记忆合金弹簧热驱动特性,建立了摩擦转矩与挤压力、结构尺寸等参数的关系。结果表明,形状记忆合金弹簧产生的挤压力随温度升高而增加;温度低于40℃时,主要由磁流变液传递转矩,转矩可达9.14 N·m;温度在40℃～60℃之间时,磁流变液与形状记忆合金共同传递转矩,转矩可达13.24 N·m;温度高于60℃时,主要由形状记忆合金传递转矩,转矩可达9.40 N·m。随着温度升高,形状记忆合金能代替磁流变液传递转矩,装置能感知温度变化,实现交替传动。     

磁流变离合器结构设计与分析

应用于传动工程领域的磁流变离合器能够实现输出力矩可控及无级调速,需满足输出力矩范围、可调系数等性能指标。基于磁流变液宾汉本构特性及平行平板恒流模型,建立剪切工作模式下磁流变离合器的输出转矩力学模型;分析流液间隙、盘片直径等关键结构尺寸对离合器性能指标的影响及其相关程度,合理选取关键尺寸,进而提出离合器工程结构设计方法;最后通过自行设计的实验台架对所设计磁流变离合器进行动态试验,验证离合器性能及设计的合理性。     

热管式磁流变传动装置的设计与试验

磁流变传动装置(Magnetorheological transmission device,MRTD)是一种性能优良的新型智能传动器件。设计一种采用磁流变液作为传动介质、利用整体针翅回转热管进行散热的新型热管式磁流变传动装置,研制传动装置样机并对其进行试验测试。结果表明,磁流变传动装置传递的转矩可以通过调节励磁电流来控制;装置传递的转矩基本不随滑差转速的改变而改变,具有良好的恒转矩特性;整体针翅回转热管能有效地对传动装置进行散热,且散热能力随转速的提高而增大,为解决传动装置的发热问题提供一种有效手段。     

基于混合模式磁流变阻尼的有限元分析及实验

磁流变阻尼器是利用磁流变效应产生可控阻尼力的一种智能机械装置,通过调节磁流变液的屈服应力来控制阻尼器的机械性能。文中设计了一种基于剪切模式与挤压模式相结合的磁流变阻尼器。并通过有限元分析模拟了磁流变阻尼器电磁线圈产生的磁场。用3种不同条件下静态载荷分别对阻尼器进行实验,这3种载荷分别是剪切模式、挤压模式、剪切模式和挤压模式相结合。该实验结果表明,基于混合工作模式下的磁流变阻尼器电磁学性能通常情况下高于单一模式的磁流变阻尼器。     

形状记忆合金控制的圆筒式磁流变液无级传动

基于形状记忆合金热效应下的形状记忆特性和磁流变液的流变特性,介绍了形状记忆合金控制的磁流变液无级传动的工作原理;建立了能控制励磁线圈电流大小的形状记忆合金温控开关输出行程与温度、结构参数、材料参数、工作载荷等参数之间的关系式;基于Herschel-Bulkley模型描述了磁流变液剪切应力随外加磁场变化的本构方程;建立了磁流变液无级传动的传递转矩与磁场参数、材料参数、尺寸参数和运动参数之间的关系式。研究结果表明：形状记忆合金温控开关的输出行程随温度的变化而变化,磁流变液无级传动的传递转矩随外加磁场的增大而增大,输出转速能根据来自散热器气流温度的高低实现连续调整。     

磁流变液的流变学特性检测方法与仪器研究

根据磁流变液装置设计和材料性能评价的需要,分析了磁流变液的流变学特性描述模型:在不同温度和磁场下,磁流变液的剪切应力与剪切应变率之间的关系.为实现磁流变液的高剪切率和高磁场强度,提出一种基于双边圆筒剪切模式的磁流变液流变特性检测方法,利用磁流变液剪切流动平衡微分方程和边界条件,研究了通道中磁流变液标称剪切应力与传递力矩之间的理论关系,标称剪切应变率与转子角速度之间的理论关系,并给出相应的算法,实验得到剪切通道中磁感应强度与励磁电流的关系.合理选择了扭矩传感器、转速测量仪、温度测试仪和电流计等,研制出磁流变液测试仪器,通道磁感应强度超过了6 000 Gs,剪切率超过了1 000 s-1.对某种牌号的磁流变液测试,并与重庆大学工程力学系测试结果能够良好吻合.     

圆盘式磁流变离合器特性分析

磁流变离合器是通过磁流变液的剪切应力传递转矩的器件.介绍了一种园盘式磁流变离合器的工作原理,用Bingham 模型描述了磁流变液随外加磁场变化的流变特性,基于Navior-Stokes方程,分析了磁流变液在两圆盘间的流动,得到了离合器传递的转矩和输出角速度的方程,为离合器的设计奠定了理论基础.研究结果表明:离合器传递的转矩和输出角速度可由外加磁场连续控制.     

圆盘式磁流变调速风扇离合器的理论研究

应用B ingham模型来描述磁流变液的本构方程,在理论上分析了盘式磁流变液风扇离合器的调速机理;建立了离合器传递转矩与输出转速的计算模型,并导出了设计计算公式;讨论了动态响应特性、功率损失特性、传递的转矩及调速范围与离合器结构参数等因素的关系。结果表明:影响离合器动态品质的主要因素为其结构参数,减小从动盘的转动惯量可以改善系统的动态特性;离合器的调速范围主要由工作间隙和磁流变液零场粘度决定,减小磁流变液零场粘度和适当增大工作间隙可以减小粘性功率损失,提高效率。     

圆盘型磁流变调速风扇离合器的设计与分析

磁流变液是一种新型智能材料,其屈服强度在外加磁场作用下可在毫秒量级内发生变化,利用磁流变液剪切应力可以进行动力的传递。将磁流变液用于发动机冷却系风扇离合器的设计中,在理论上分析了盘式磁流变液调速风扇离合器的工作机理,应用Bingham模型来描述磁流变液的本构方程,建立了离合器的输出转矩与转速的计算模型．导出了离合器基本几何参数的工程设计计算公式,为盘式磁流变风扇离合器的设计提供了理论依据。     

一种新型风扇离合器的设计与分析

磁流变液是一种新型智能材料,其屈服强度在外加磁场作用下可以在毫秒量级内发生变化,利用磁流变液剪切应力可以进行动力的传递.该文应用Bingham模型来描述磁流变液的本构方程,在理论上探讨了盘式磁流变液调速风扇离合器的工作机理,建立离合器的动力学模型,并导出工程设计计算公式,为盘式磁流变风扇离合器的设计提供了理论依据.     

HSK刀柄-主轴结合面接触特性及其影响分析

以HSK刀柄-主轴为研究对象,采用有限元方法对HSK-A63型刀柄-主轴结合面接触特性及主轴系统动态特性进行了仿真分析。分析结果表明：高转速条件下,转速对接触面积影响较大,接触面积随转速增大而减小。夹紧力对接触应力影响较大,在转速和过盈量一定时,接触应力随夹紧力增大而增大,且接触应力的分布情况会发生变化。刀柄-主轴结合面对主轴系统固有频率、振动幅值影响显著,考虑结合面影响后,主轴系统的固有频率降低,振动幅值增大。     

圆筒式磁流变液离合器设计的理论研究

理论研究了一种圆筒式磁流变液离合器的结构设计.基于Bingham模型描述了磁流变液的本构方程,分析了磁流变液离合器的工作原理;建立了圆筒式磁流变液离合器传递转矩与输出转速的计算模型,并导出了其设计计算公式;利用导出的设计计算公式,选用两种磁流变液材料,设计计算了两种圆筒式磁流变液车用风扇离合器的结构参数.理论研究表明,磁流变液离合器的传递转矩和输出转速都可通过改变磁流变液工作间隙中的磁场强度加以调控;所选择的磁流变液的性能对离合器的结构参数起决定性作用.     

圆盘式MRF离合器的研究

磁流变液离合器是一种利用磁流变液剪切应力来进行离合的一种装置，它传递的力矩随外加磁场的变化迅速变化。本文在理论上给出了盘式磁流变液离合器的设计方法，推出了磁流变液离合器传递力矩的方程，得出了盘式磁流变液离合器中磁流变液体积、厚度等的计算公式。为盘式磁流变液离合器的设计奠定了理论基础。     

考虑正负转速差的湿式离合器带排扭矩损失研究

基于某湿式多片式离合器的实际结构与带排扭矩损失的产生机制,分析在正负转速差下油液对摩擦片油槽作用的不同以及对带排扭矩损失的影响,并通过仿真与试验获得正负转速差下带排扭矩损失的变化规律。仿真与试验结果表明:在负转速差下,由于摩擦片的转速较大,其油槽侧面产生的动压力也较大,带排扭矩损失也相比正转速差时要大。对离合器带排扭矩损失在正负转速差下对自动变速箱换挡过程换挡力的影响进行分析,发现负转速差下需要的换挡力比正转速差下的换挡力大,因此负转速差下有换挡困难的风险。     

真实事故中通过制动控制降低人地碰撞损伤的潜在效益及时空约束

为研究制动控制在降低人地碰撞损伤方面的潜在效益及其时空约束,首先从前期积累的事故数据库中筛选出139例真实的人车碰撞事故,利用PC-Crash对所有事故进行再现,再通过控制车辆制动以降低人地碰撞损伤,最后采集人体各部位损伤、头车与头地碰撞位置及制动控制过程中的时空约束等信息。分析结果显示,在真实事故中人车首次接触后车辆完全制动与否不会对人体损伤造成显著影响;通过制动控制能够显著降低头、臀与地面碰撞所致损伤,并能降低头车、头地碰撞位置的重合率,且不会加重车辆所致损伤;但要求车辆在较短时间内做出判断以正确控制车辆,且8.4%的案例在现实中未有足够空间让车辆实施制动控制。     

离心脱开型超越离合器弹流润滑分析

离心脱开型超越离合器是航空传动系统中的重要部件,具有低速楔合传动、高速离心脱开的特性,使离合器在不同工作模式下接触载荷与转速呈不同的关系,因此需针对不同工况下离心脱开型超越离合器弹流润滑性能进行分析.建立离心脱开型超越离合器弹流润滑模型,采用多重网格分析方法进行数值求解,分析进油温度与速度对超越离合器弹流润滑性能的影响...