电流变流体控制元件的设计理论及试验

在Binghgm塑性流体流变模型和静电极化模型的基础上,给出了描述电流变流体运动的基本方程,并推导出电流变流体控制元件的控制方程;通过理论分析,提出了电流变流体控制元件设计时须满足的基本设计原则;通过试验和仿真证明了上述理论的正确性和对电流变流体动力传输系统的可控性。     

电流变技术在流体动力传输中的应用研究

介绍了一种电流变流体控制元件的结构和工作原理，并对其进行了实验研究。研究结果表明，负载流量的大小和方向可直接由电流变流体控制元件上所加电场的大小来控制，验证了电流变技术应用于流体动力传输的可行性，为设计和开发新一代电流变型流体动力元件提供实验依据。     

多腔体串联电流变阀的设计与特性

设计出一种多腔体串联结构的电流变阀,该阀设有若干个带有集散式轴流孔的平行电极,腔体高度和数量可调,从而可满足较大范围的调速要求。推导了电流变阀压差公式,明确了压差与场强、流量和腔体高度的关系。利用Fluent软件仿真分析了电流变阀的流体压力分布情况和流动情况。设计制作了电流变阀的系列样机,进行了验证试验和对比试验。结果表明：圆板式电流变阀腔体高度在1mm以下性能较好;串联结构能有效提高电流变阀对压差和流量的连续调节能力。     

两种电流变阀的流量控制性能比较研究

电流变液作为工作介质应用于流体控制系统,可通过电流变控制阀对流量和压降进行无级调节,这种新型流体控制阀具有无机械部件运动,可由电场信号直接调节等优点。描述了基于电流变效应的环形式ER阀、平板式ER阀的流量控制性能,在对两种控制阀流量控制方程进行理论对比分析之后,搭建实验系统对它们控制特性进行实验对比分析。     

平板状单通道电流变阀的研究

分析了单通道平板电流变阀的机理,并给出了电流变阀的进出口压力差的理论公式;设计了小型平板状单通道电流阀的样机,并根据各种性能选用了合适的材料;通过有限元结构分析,证明了样机结构的合理性;对电流变阀在定流量下进行了压力差与输入电压的影响实验,给出了实验曲线。     

基于电流变效应的阀控系统研究

以液压控制理论为基础，以电场作用下表现为Bingham模型特征的电流变液体为工作介质对基于电流变效应的阀建立控制方程，对阀控缸系统进行动静态性能分析与仿真。首次建立以蠕动泵为动力源的基于电流变效应的单元件阀性能测试回路系统试验装置，并对该系统回路进行试验研究。理论分析与试验研究结果表明，影响电流变阀控系统的主要因素是电流变材料的性能参数和电极控制尺寸，基于电流变效应的阀的响应时间在毫秒量级之内。     

一种电流变液体减振器的结构研究

电流变液体是指在电场作用下其流变性质能迅速发生变化的一类流体,基于这一原理我们分析了电流变流体的力学性能,针对电流变减振器的结构,论述了该电流变减振器模型的工作原理,建立电流变减振器阻尼特性计算的数学模型并进行仿真分析,对构成阻尼力特性影响的主要参数进行了研究。研究表明:电流变液体减振器的机械结构对充分体现电流变效应的功能,实现振动的有效控制起着重要作用。     

电流变阀外置的汽车双筒液力减振器的理论及试验研究

介绍了电流变阀外置的新型汽车减振器的理论、结构及试验研究。阐述了电流变液体减振器阻尼力和电场的关系,其阻尼力由两部分组成:一部分是由粘性阻尼引起的牛顿力,无电场作用时,作为普通的减振器用;另一部分是由所加电场引起的切应力,它与所加电场强度成正比。试验结果表明:所设计的新型汽车电流变液体减振器具有阻尼力变化大、响应快、控制容易、结构简单和能源消耗低等特点,满足了汽车工程的实际需要,具有重要工程实用价值。     

电流变液体阻尼器数学模型研究

分析了电流变液体(ERF)阻尼器的工作原理，建立了它的数学模型。描述了电流变液体阻尼器阻尼力与控制电场之间的关系。在理论上将压降△p分成流体黏性阻尼引起的和有控制电场引起的两部分。该模型为电流变液体阻尼器的力学分析和计算提供了理论基础。     

电流变阻尼悬架的半主动控制分析

在介绍电流变液基本特性的基础上,提出了基于电流变阻尼悬架的半主动控制.并建立了1/4车辆动力学模型,给出了悬架系统的状态空间方程.依据随机线性最优控制理论,以车身加速度、悬架动行程和轮胎动位移的加权二次型最小为控制性能指标,设计了LQG控制器;依据模糊控制理论,设计了二输入单输出的模糊控制器,根据经验和理论分析制定了模糊控制规则.运用Matlab/Simulink进行了悬架半主动控制的建模和仿真分析.仿真结果显示,与被动控制相比,半主动控制有很好的控制效果,车身加速度下降超过40%,显著地改善了车辆的平顺性.     

电流变减振器仿真分析

电流变减振器是根据电流变材料具有电流变效应的特性,通过电场来控制电流变流体的流动特性,以实现阻尼力控制。从应用研究的角度出发,将电流变液减振器应用于汽车半主动悬架的减振,通过Matlab/Simulink仿真软件研究模糊控制用于变阻尼汽车半主动悬架控制的可行性。     

自耦合电流变阻尼器及其性能

电流变液与压电陶瓷组合的阻尼器是一种自耦合阻尼器。对直压式自耦合电流变阻尼器的性能进行了理论计算,并制作了直压式自耦合电流变液阻尼器。性能测试表明:压电陶瓷激励了电流变液;电流变液阻尼的变化改变了阻尼器的共振频率,并使振动幅度降低最高达30％。     

电流变技术在微型机械系统中的应用研究

介绍了电流变技术在微型机械系统中的应用，特别介绍了三通口微型电流变阀的结构特点，制造工艺，基本特性，并通过实验模型阐述了这种阀的可行性。     

电流变液在结构振动抑制中的应用研究

根据结构抑振的应用要求,研制出了几种零场粘度低、有场粘度变化梯度大的电流变液,并设计制作了电流变液静态屈服应力测试仪,测试出了所研制的电流变液的静态屈服性能随电场强度和液体组份比变化的曲线。利用自制的电流变液,对含电流变液的夹层板振动进行了单模态抑制,由此得出电流变液对振动机理在于：一方面通过电流变阻尼效应降低结构振动响应的幅值,特别是共振峰的幅值;另一方面通过电流变刚度效应使结构的有效刚度增加,结构的共振点发生移动,从而使结构在共振频率激励下的振幅大大降低。对本文的夹层板模型,在３ｋＶ／ｍ ｍ 的电场强度下,第三阶模态的响应幅值降低了９０％ 。     

基于电流变液的机械臂控制系统设计与仿真

电流变液作为可变粘性阻尼器可实现系统的抑振控制,对基于电流变液的单一自由度机械臂进行半闭环控制系统研究,机械臂系统包括:驱动电机,谐波传动,执行机构和电流变阻尼器.并通过极点配置的方法计算阻尼系统和控制系统参数.通过Matlab平台进行仿真计算可以看出:电流变液作为可变阻尼可明显的抑制共振/反共振的现象.并将这种新型控制系统与传统PD控制系统进行对比分析,可以看出电流变液作为可变粘性阻尼器对抑制干扰和振动起到重要的作用.     

基于MATLAB的电流变数控高压电源仿真

电流变技术的发展离不开电流变数控高压电源的研发。利用MATLAB软件中的Simulink仿真软件包及SimPowerSystems电力系统模型库,对电流变数控高压电源进行了仿真研究。从仿真结果中可以得知,所设计的电流变高压电源符合电流变技术的要求。     

几种电流变悬浮介质材料的应用性能考察

提出了从材料保护和摩擦学角度出发对电流变（ＥＲ）悬浮介质材料的应用性能进行系统分析与考察的必要性。系统考察了几种ＥＲ悬浮介质材料（氯化石蜡油、硅油、液体石蜡油、蓖麻油）及自行研制的保护氯化石蜡油的锈蚀性、水解安定性及其热稳定性、摩擦学性能,其数据可为ＥＲ材料的工程应用借鉴。     

多层滑动极板式电流变阻尼器的动力学建模

研制了一种多层滑动极板电流变阻尼器 ,并进行了阻尼器的动态特性实验。基于 Bingham塑性理论 ,提出了一种考虑电流变阻尼器的粘性阻尼和库仑阻尼效应的力学模型 ,该模型具有结构简单 ,模型参数少的特点。利用阻尼器动态实验数据 ,用参数优化方法对阻尼器力学模型进行了参数识别 ,仿真结果表明这种力学模型可以较精确地模拟该阻尼器的动态特性