磁流变液减振技术现状及方法研究

以舰船设备减振降噪研究为背景,分析了新型减振材料基本情况和国内外技术现状,简要阐述了磁流变液的组成及磁流变效应的机理,对近年来磁流变液减振技术在机械工程、军事领域等方面的应用进行了分类综述,并对其应用前景进行了展望。     

磁流变传动装置动态响应性能研究

根据Bingham粘塑性流体理论和Navier-Stokes方程,通过数值计算对磁流变传动装置的动态响应性能进行讨论,分析磁流变液的瞬态流场变化和流变响应时间及其影响因素,并对传动装置样机的动态响应性能进行测试.研究结果表明,磁流变液瞬间变成Bingham体后,传动装置流场分布发生明显变化;传动装置流变响应时间随工作间隙磁场强度增大而减小,随滑差转速及工作间隙厚度的增大而增大;磁流变传动装置动态响应性能良好,响应时间仅为几十毫秒.为磁流变传动装置的可靠设计和性能分析提供依据.     

磁流变液阻尼缸动态性能的改进技术探讨

讨论了影响磁流变液阻尼缸动态响应时间的因素，提出优化磁流变液阻尼缸响应的途径与方法。     

基于挤压模式的磁流变车刀减振仪磁路优化设计

为抑制外圆车削振动,设计了基于挤压模式的磁流变液车刀减振仪。在其结构和零件材料已确定的基础上,通过电磁学理论,利用Ansoft Maxwell对不同结构参数组下减振装置内的磁感应强度进行了三维磁场仿真分析,总结了不同参数组对磁感应强度的影响规律,获得了理论上的最大磁感应强度,并据此确定了外圆车刀减振仪的结构。     

基于AR模型-分形维的磁流变减振器性能研究

建立了磁流变减振器的动力学方程,利用与其同阶的时间序列AR模型的对应关系,推导出基于时间序列的动态特性参数计算公式,在不同工况下振动实验检测获得时间序列,计算了动态特性参数、时间序列分形盒维数和系统特征根实部,以及这些参数间的相关系数,拟合了动态特性参数、分形盒维数、工况参数三者相互间的关系曲线,分析了磁流变减振器性能变化。分析结果表明,AR(2)模型对减振器振动信号有较高的模拟精度,基于时间序列AR模型的动态特性参数求解方法便捷有效;时间序列盒维数与动态特性参数间存在高度相关,可作为量化衡量系统振动平稳性和响应快速性综合动态特性的参数,可配合特征根选取磁流变减振器的最佳工况。     

磁流变阻尼器的动态性能试验研究

介绍磁流变阻尼器的工作原理和结构,并对其进行了动态性能试验研究。试验结果表明磁流变阻尼器是一种优秀的阻尼系数可调的半主动减振装置,可以提供一定范围稳定可调的阻尼力;基于试验数据探讨了磁流变阻尼器的力学模型,在反映磁流变液剪切稀化(稠化)特性的Herschel—Bulkley模型的基础上得出修正的双粘性滞回本构模型。     

振动压路机二级减振系统的减振性能仿真

振动压路机橡胶减振系统的性能直接影响振动压实质量和驾驶舒适性。为了降低重型振动钢轮对机架的振动影响,建立了二级橡胶减振系统数学模型,给出了数值解,并对比分析了高幅、低幅两种工况下一级减振、二级减振的减振效果。结果表明,二级减振系统具有更好的减振性能,振动钢轮能够快速达到稳定振动状态,二级减振系统中间支撑板质量应大于振动轮质量的15%,一级减振系统的弹簧刚度应大于二级减振系统弹簧刚度的60%,研究结论对重型振动压路机的减振系统设计具有一定的理论借鉴意义。     

基于ARMA模型的磁流变振动系统精确建模与性能研究

为了研究自主研制的磁流变减振器及其振动系统的动态性能,建立了未经简化的磁流变振动系统的动力学四阶系统模型,通过四阶系统分母多项式与时间序列ARMA模型系数的对应关系推导出动态特性参数的计算公式,将不同工况条件下实验检测信号进行傅里叶变换滤去谐振成分,利用公式计算获得了系统动态特性参数,与三阶系统建模比较分析了建模精度以及系统的动态性能。研究分析表明,基于ARMA模型的四阶系统比三阶系统具有更高的模拟精度,尤其在中高工作频率范围优势更为明显,推导得出的动态性能参数的分析为系统选取了合适的工况,分析结果可作为磁流变减振器及振动系统性能预测与评价的依据,其方法可供同类高阶系统动态性能分析推广与借鉴。     

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。     

磁流变阻尼器的分数阶模型及其减振系统分析

研制了一种复合式磁流变阻尼器,它主要由橡胶弹簧、磁流变阻尼两部分组成,其性能兼具橡胶弹簧减振和磁流变阻尼减振的优点。引入了分数阶微积分理论,建立了复合阻尼器的分数阶Zener理论模型,并探讨了在该模型下的粘弹性。为验证该模型的有效性,将分数阶微积分应用到磁流变振动台系统建模上,建立了分数阶系统模型,并给出了分数阶系统传递函数描述,求出了位移函数。实验表明,减振系统的分数阶模型与实验数据能够较好的吻合,从而证明了分数阶模型在磁流变阻尼器的减振模型研究上的有效性。     

磁流变液动态性能分数阶建模研究

建立了磁流变液测试系统的分数阶模型,并利用分数阶微分方程的数值解和最小二乘法拟合了该分数阶模型,探究了不同转速磁流变液的动态性能。实验结果表明：分数阶模型能更准确、更细微地描述磁流变液的动态性能和黏弹特性;磁流变液的阻尼特性随转速和羟基铁粉含量的提高而明显增强;所建模型阶数的范围在0到2之间,且其是否大于1与弹性项和惯性项的比值变化有关。另外,羟基铁粉的含量和转速大小对磁流变液黏弹特性都有较大影响。     

HSK热装工具系统的动力学模型及动态特性研究

HSK热装工具系统包括轴承、HSK主轴、热装刀柄和刀具等部件,并通过轴承—主轴结合部、主轴—刀柄结合部和刀柄—刀具结合部弹性连接而成。根据HSK热装工具系统的工作原理,将各部件简化为多段Timoshenko梁,结合部简化为弹簧—阻尼模型,以此建立HSK热装工具系统的动力学模型;使用耦合响应法,考虑结合部的动态参数,分析HSK热装工具系统的动态特性;进行HSK热装工具系统动态特性的实验研究,比较理论与实验模态,验证HSK热装工具系统动力学模型的准确性。     

轴向绕组磁流变液阻尼器阻尼与动力性能

为了分析轴向绕组磁流变阻尼器的阻尼力及其动力性能,将阻尼器的阻尼系数视为定值,对阻尼器动力性能进行仿真分析,得到库仑阻尼力与电流强度关系。将实际的阻尼系数等效线性化,通过对阻尼器阻尼振动试验测试得到实际阻尼系数与电流强度变化关系。对阻尼器库仑阻尼力进行试验分析,试验测试结果与仿真值基本相符,验证了仿真分析的正确性。分析表明阻尼器的阻尼力几乎都由库仑阻尼力提供,有利于使用电流控制阻尼器的阻尼力。     

阻尼材料动态性能参数的宽频带测试研究

针对阻尼材料动态性能参数测试难题,本文在深入分析材料测试理论的基础上,结合小试件阻尼测试研究成果,设计了一套高性价比材料参数测试系统。实验结果表明该系统测量频带宽、精度高且具有良好的可重复性。     

基于分数阶微积分的磁流变液粘弹性模拟

建立了磁流变液测试系统的分数阶模型并进行了模拟,在自制的流变仪上针对不同的磁流变液进行了正弦波电流加载验。结果表明:分数阶模型下的计算数据能够较好地拟合试验数据,且磁流变液的粘弹性可由模型参数获得;分数阶系统模型可以从系统角度观察磁流变液的阻尼特性。     

基于ANSYS的减震弹簧动力学分析

应用UG7.0建立了减震弹簧的实体模型,并将模型导入ANSYS得到了减震弹簧的有限元模型,通过模态分析,得出减震弹簧的第一阶固有频率最小,约为振动筛振动频率的4.3倍,故减震弹簧能够满足不产生共振的频率条件;通过响应谱分析,得出减震弹簧的等效平均应力为261MPa,该值远小于减震弹簧的最大许用应力,故减震弹簧在承受地震谱作用时不易发生疲劳破坏。     

磁流变减振车刀模态仿真与实验研究

针对车削加工过程中出现的刀具与工件之间的颤振,设计并研制了一种基于磁流变液挤压工作模式的减振车刀。为研究不同励磁电流下减振车刀的动态特性变化,通过类固体定义的方式在软件中定义磁流变液的参数,利用有限元仿真软件ANSYS Workbench对减振车刀进行了模态仿真分析;通过设计的瞬态激振实验方案对减振车刀进行了模态测试实验。仿真与实验得出减振车刀的前4阶模态值。结果表明,随着励磁电流的增大,各阶模态值均增大,对应的刚度值也增大。     

磁流变光整加工技术研究进展

介绍了近年来磁流变光整加工（MRF）技术的研究状况及最新进展,对磁流变光整加工机理研究、加工机床与相关装置的开发、加工工艺试验研究、加工算法与模型研究、磁流变液流体开发与应用等五个方面进行了详细的综述与分析。最后探讨了磁流变光整加工中的关键技术与存在的问题,并对其发展趋势进行了展望。     

双筒单出杆式磁流变阻尼器力学特性研究

介绍了一种基于流动模式的双筒单出杆式磁流变阻尼器结构和工作原理,推导了其阻尼力公式。对基于上述结构的MRF阻尼器的阻尼力、电流、位移、速度和频率等力学特性进行了试验研究。结果表明流动模式磁流变阻尼器的阻尼力随控制电流的增大呈非线性增加,其耗能减振能力优于传统的被动阻尼器。气囊导致压缩行程终点阻尼力放大,并可以在一定程度上消除复原行程的空程现象。而阻尼器的结构尺寸和所选用的磁流变液一旦确定,其可调倍数只依赖于最优的磁路设计。通过深入分析该型阻尼器的动力特性,为改进研制装甲车辆磁流变减振器奠定了基础。     

磁流变阻尼器阻尼性能研究

为了研究新型可控流体磁流变液的特性以及利用以磁流变液为流体的阻尼器的阻尼特性，本文对磁流变液的重要组成部分——磁性微颗粒进行了介绍．并讨论了描述磁流变液的流变模型。在分析现有磁流变阻尼器结构的基础上．提出了一种改进的阻尼器结构。最后对改进结构测试了其性能，分析了影响其性能的各种因素，并提出了目前尚待解决的主要问题。