飞机前起落架磁流变液减摆器设计与性能分析

为解决飞机前起落架摆振问题,安装减摆器是一种可靠而有效的措施。为实现减摆器阻尼力的可调可控,采用磁流变液作为工作介质,以某型无人机前起落架等效黏性阻尼系数为设计依据,设计一种压差剪切式磁流变液减摆器。首先,利用Maxwell有限元软件对减摆器磁路进行仿真优化。其次,将减摆器安装在疲劳机上进行试验。实验结果表明:减摆器阻尼性能达到设计要求,实现了阻尼力的可调、可控。     

一种新型磁流变控阻尼溢流阀的设计与性能分析

利用磁流变液体可控的特性,设计了一新型溢流阀--磁流变控阻尼溢流阀,并对其进行了静、动态性能分析.理论分析表明:与传统溢流阀相比,磁流变控阻尼溢流阀不仅有着良好的静态性能,且具有反应速度快、稳定性好等动态性能,是一种易于实现自动控制、适合于大功率系统的新产品.     

磁梯度箍缩磁流变阀压降性能仿真分析

针对目前磁流变阀压降调节方式单一的不足,基于磁流变液磁梯度箍缩模式设计了一种液流通道截面积随外部磁场变化而变化的磁流变阀,阐述了磁流变阀的结构及工作原理,推导了压降数学模型。采用有限元法对磁梯度箍缩磁流变阀的磁场和流场进行仿真,分析了磁流变液入口速度、输入电流、液流通道半径对磁流变阀压降变化的影响规律。结果表明:磁流变阀在设计结构下产生高梯度磁场,能够有效控制液流通道的截面积大小;阀进出口压降随着液流入口速度、输入电流的增加逐渐增大,随着液流通道半径的增加而减小,其中液流入口速度影响最小,液流通道半径影响最大。当液流入口速度为1.5 m/s、输入电流为1.5 A、液流通道半径为0.5 mm时,磁梯度箍缩磁流变阀的压降可达1.89 MPa。     

线圈外置式磁流变减摆器设计与实验研究

针对传统的线圈内置式磁流变减摆器线圈散热性差、线圈密封性不好等问题,设计了一种新型的线圈外置式磁流变减摆器。通过磁流变减摆器的磁路设计、结构设计,建立了磁路结构参数之间的约束关系方程组,为优化设计提供了理论依据;并且利用参数化建模和有限元优化分析方法,优化了外置式磁流变减摆器的磁路结构参数。优化和仿真结果验证了最终结构参数取值的合理性。并通过静态阻尼特性实验验证了分析结果的正确性。     

磁流变阻尼器可调Sigmoid力学模型仿真分析

采用磁流变阻尼器(MR damper)进行半主动控制分析时,建立较为精确的MR damper力学计算模型是关键因素之一.目前常用的MR damper力学计算模型有Bingham模型、Sigmoid模型、双Sigmoid模型与通用Sigmoid模型等,但这些力学计算模型均不能同时描述MRdamper的惯性效应、剪切稀化现象和蓄能器刚度影响等.基于此,提出了一个新的MRdamper力学计算模型——可调Sigmoid模型,并与现象模型试验结果进行对比研究.仿真计算结果表明:可调Sigmoid模型简单易理解,且能很好地描述MR damper的惯性效应和剪切稀化现象,在描述低速区和高速区的非线性滞回特性时,所运用的物理概念更为清晰,具有很强的可调通用性.     

磁流变传动装置尺寸优化分析与设计

为了优化圆筒圆盘式磁流变传动装置结构和磁场分布，以传递最大转矩为优化设计目标，提出磁场分布、磁流变液有效工作间隙和传动尺寸优化方案；基于磁流变传动特性，采用有限单元法和控制变量法，分别得出最优的磁流变液工作间隙的有效厚度、磁场性能最佳的线圈布置方案和磁流变传动装置结构尺寸的最优化设计方案。结果表明：线圈布置于圆筒端面两侧能够显著增强磁场强度，有效提升磁流变传动装置的传动性能；磁流变液工作间隙结构尺寸满足传动尺寸比ε=1.6时，传递的转矩达到最大值13.3 N·m,此时传动性能最佳、装置结构紧凑。     

多类型航空刹车器件性能试验台设计

飞机旋翼刹车装置和飞机机轮刹车装置都需要刹车性能试验，刹车试验台中都需要模拟转动惯量。基于其共性，设计适合两种类型试验的鼓轮，合理组合，共用一个轴系和动力，通过两个鼓轮离合满足不同的惯量模拟要求，既能用于旋翼刹车装置的刹车性能试验，同时又兼容轻型飞机机轮刹车装置的动态性能测试。设计了满足各种试验工况的装置。通过有限元进行强度分析并对其进行动态性能分析，满足设计要求。试验结果证明试验台鼓轮离合方便，各种试验工作可靠、设备稳定。     

基于磁流变技术的微孔内壁抛光装置研制及性能研究

目的基于磁流变技术研制适用于微孔内壁抛光的装置。方法利用磁流变抛光液的性质,借鉴传统的抛光原理,设计并研制了适用于微孔内壁抛光的抛光装置,并对该装置进行了一系列的性能研究。基于该微孔内壁抛光装置对多孔镍样品及平片硅样品进行了不同条件下的抛光研究,并对抛光结果进行了分析。结果此抛光装置的性能研究结果表明,该装置产生的交变磁场均匀、稳定,符合模拟预期,可用于进一步的样品抛光研究。利用此抛光装置,虽然在多孔镍样品的抛光上没有较为明显的效果,但平片硅样品的粗糙度却由1.24 nm下降至0.56 nm,具有较大改善。在平片硅样品的抛光研究中,进一步发现随着时间的增加,其粗糙度不断下降。结论自行搭建的基于磁流变技术的微孔内壁抛光装置可对平片硅进行抛光。     

磁流变抛光加工中磁场发生装置的设计与实验

目的 研究磁流变抛光加工中磁场发生装置设计对抛光效果的影响。方法 设计三种基于电磁铁的磁场发生装置，分别为圆形阵列、扇形和环形磁场，进行三维静磁场有限元仿真，对比分析不同磁场发生装置的磁场强度、方向云图及5 mm高处磁场强度曲线。为保证加工过程中磁场和磁流变液的稳定性，针对三种磁场结构设计不同的冷却方式。制造环形磁场发生装置，将其集成到自制磁流变抛光平台，使用表面经过阳极氧化的铝合金样件进行抛光实验。结果 圆形阵列磁场极头间隙处形成高磁场区，随着高度的升高，磁场强度迅速下降。在离极头5 mm高处，磁场强度从300 mT下降到约145 mT，抛光区域磁场强度较小。扇形磁场5 mm高处，磁场强度呈抛物线分布，最大可达330 mT，磁场方向单一，有效抛光区域占比较小。环形磁场5 mm高处，磁场强度最大可达240 mT，工件运动整个过程都处于高磁场区域，抛光效率高。 结论 环形磁场发生装置磁场强度和磁场方向都满足抛光要求，有效抛光区域较大，抛光后表面质量明显改善，抛光效果较好。     

新型磁流变阻尼器绕线缸体材料对磁场性能的影响

设计了一种新型差动自感式磁流变阻尼器(DSMRD),研究中发现该阻尼器中的绕线缸体在磁场中容易产生漏磁现象。基于此现象,建立了不同绕线缸体材料的DSMRD磁场仿真模型,对绕线缸体构成材料与漏磁之间的关系进行了仿真分析。仿真结果表明:导磁缸体较不导磁缸体具有更好的磁场吸附能力,且能产生更高的感应电动势;采用铝和不锈钢这两种不导磁材料制成的绕线缸体产生的磁场强度接近,并且产生的感应电动势也基本相同。因此可通过改变绕线缸体材料来达到优化DSMRD的自感磁场和阻尼磁场的目的。     

圆盘型磁流变制动器的理论设计与探讨

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。本文在理论上探讨了盘式磁流变液制动器的制动机理,并探讨了制动器设计中应注意的若干技术问题,导出了设计计算公式,为盘式磁流变制动器的设计奠定了理论基础。     

行星式永磁体磁流变传动装置的传动特性研究

对行星式永磁体磁流变传动装置进行了传动特性分析.传动装置采用圆筒型工作结构且励磁源设置为永磁体内置式,装置内部设置有可以自由旋转的磁管套组结构,增大了装置的输出转矩能力且传动特性稳定可靠,建立模型分析MRTD装置的输出转矩值的影响因素,研制了磁流变传动装置样机,并对样机进行了调速特性和调矩特性的测试.结果 表明:该装置...     

基于制动性能的盘式磁流变制动器磁场结构设计及优化

目前常见提升MRB制动力矩的思路主要有提高磁流变液性能、改进制动器结构和增大磁场强度3个方面。目前制备的MRB样机虽然通过改变制动器结构提高了制动力矩,但还存在磁场未能充分利用的情况。通过理论分析、数值模拟和实验验证相结合的手法对线圈外置式和线圈旁置式MRB的制动性能进行对比分析,总结出线圈放置方式对MRB性能的影响规律,为MRB的发展提供参考。     

圆筒式楔形间隙磁流变传动装置的设计

针对圆筒式均匀间隙磁流变传动装置间隙内磁场强度不均匀的问题,提出将磁流变传动装置的均匀间隙改进为楔形间隙,设计出了圆筒式楔形间隙磁流变传动装置,推导了圆筒式楔形间隙磁流变传动装置的理论转矩公式,进行了磁场有限元模拟仿真,对比了均匀间隙与楔形间隙的差异,并分析讨论了楔角角度和间隙宽度对工作间隙的磁感应强度分布均匀性和输出转矩的影响,结果表明:在其他条件不变的情况下,当楔角角度为1.074°左右时,其工作间隙的磁感应强度分布最均匀;同时,楔角角度越小,输出转矩越大,均匀间隙的输出转矩最大。     

磁流变振动装置的AR双谱分析

研制了磁流变振动台,它由可控减振装置、信号检测器、计算机磁流变阻尼器动态分析软件等组成。当有零均值、非高斯的白噪声干扰装置时,利用采样实验数据建立自回归模型（AR模型）,并用AR双谱和重构功率谱研究了磁流变振动装置的动态特性。研究表明,用AR双谱分析磁流变振动装置是可行的,有效的。     

两种磁流变阻尼器的结构设计与性能分析

针对传统磁流变(MR)阻尼器阻尼通道利用率低的问题,提出了两种磁路结构的优化设计方案。运用ANSYS软件对这两种MR阻尼器的磁路结构进行二维电磁场有限元仿真,分析结果表明两种MR阻尼器磁路结构设计切实可行。采用Bingham模型对两种阻尼器输出力进行预估并得到不同工作状态下的力-速度曲线,结果表明:由于增加了阻尼通道的有效长度,两种改进的阻尼器比活塞尺寸相同的传统阻尼器的最大出力提高1倍以上。     

基于电磁挤压的磁流变液传动性能研究

针对磁流变液纯剪切传动传递转矩小的缺点,提出一种基于电磁挤压的磁流变液传动方法。利用有限元软件Ansoft Maxwell进行磁场有限元仿真分析,得到不同输入电流下磁流变液的剪切屈服应力以及压盘所受到的电磁力。基于磁流变液的挤压强化效应,分析磁流变液在受到压盘挤压强化后的剪切屈服应力及传递的转矩。结果表明：磁流变液在受到挤压后,剪切屈服应力会增大,从而使装置所能传递的转矩增大;磁流变液在挤压剪切模式下传递的转矩是纯剪切模式下的1.53倍。     

温度对磁流变液阻尼器力学性能的影响

设计并搭建一套磁流变液阻尼器力学性能测试系统,用该测试系统对所制作的磁流变阻尼器的力学性能进行实验研究。利用LabVIEW编写数据采集平台对温度和压力传感器的电压信号进行采集,并利用MATLAB对数据进行分析。探究磁流变液阻尼器在不同温度下施加不同电流时的阻尼力特性,并初步探讨磁流变液的黏温性能。实验结果表明:磁流变液阻尼器输出阻尼力在20~40℃之间受温度的影响较大,且随着温度的升高,阻尼力呈下降趋势。     

磁流变抛光中流量扰动问题分析与控制方法研究

流量稳定性控制是磁流变抛光工艺获取稳定去除函数、实现确定性抛光的重要条件。针对抛光头倒置式、离心泵传送构型的磁流变抛光系统中扬程变化对流量扰动的问题,研究了磁流阀控制流量扰动误差的方法,但该方法存在因流量计的测量积分时间导致控制响应滞后问题;分析了双Z轴随动结构未能抑制摆动轴运动而导致扬程变化对流量扰动的问题的原因,提出跟随多轴复合运动Z向同步驱动的双通道运行控制方法,从本质上解决了磁流变抛光工艺过程中离心泵扬程变化对流量扰动的问题,实现流量实时和高稳定性控制,将流量波动控制在1%以内。