磁流变减振器磁场特性分析及试验研究

设计了磁流变减振器磁芯磁路,建立了磁路的仿真模型,仿真研究了磁路的磁场特性,用实验的方法对仿真模型进行了验证和修正;在此基础上,建立了整个磁流变减振器的仿真模型,仿真研究了其磁场分布规律及不同参数下阻尼孔附近的磁通密度.研究结果表明,磁芯直径、工作缸壁厚、阻尼通道长度和线圈电流是影响磁场特性的主要因素,合理选择磁路结构参数可使其性能得到最大发挥.设计并制造出一种车辆单筒充气式磁流变减振器,对其进行了台架试验,得到不同电流下的减振器示功特性图,研究发现,通过调节减振器励磁线圈中的电流获得不同强度的磁场,在磁场作用下,磁流变液粘度发生变化,从而改变减振器的阻尼特性,减振器的饱和工作电流约为2A.试验验证了磁路设计的正确性,并为实现车辆磁流变半主动空气悬架控制研究奠定了基础.     

阻尼连续可调减振器性能研究

为了研究某阻尼连续可调(CDC)减振器的实际减振能力,在分析该减振器的工作过程及阻尼调节原理的基础上,通过实验的方法获得了不同控制电流下的阻尼特性曲线。结果表明:在振幅25 mm、振动速度为0.524 m/s的正弦冲击条件下,未通电时CDC减振器的阻尼值为最大;随着控制电流的增大,阻尼值在不断减小;复原和压缩行程阻尼力的可调范围分别为754～2825 N和917～2430 N,而阻尼调节阀控制电流的有效范围为0.75～1.5 A;控制电流的增加会使阻尼力与速度的关系由非线性趋于线性转换。试验结果可为该CDC减振器的实际应用及ECU控制模块的设计与调校提供参考依据。     

深孔钻削系统扭振动力减振器的优化设计

深孔钻杆在钻削过程中易产生扭转振动,可通过在钻杆支架上设置动力减振器,来抑制钻杆的扭转振动;为了取得良好的减振效果,需要对常规设计方法得到的动力减振器进行优化。首先对深孔钻削扭振减振系统进行简化,得到系统附加动力减振器的运动方程及减振指标;再对动力减振器减振特性进行研究,初步确定最优结构参数的范围;最后根据在现实中的使用情况,提出目标函数对常规设计方法得到的动力减振器的各项参数进行优化。从而使得在结构设计阶段,通过选取合适的阻尼和刚度材料,使其在工作过程中减振效果最佳。     

磁性液体阻尼减振实验台的设计和实验分析

为了测试磁性液体阻尼器的有效性和各种参数对阻尼器减振效果的影响,设计一种阻尼器模型,并根据阻尼器的工作原理设计一套满足频率低、位移小、加速度小等条件的实验台,根据实验要求,在实验台上对磁性液体阻尼器进行实验.结果表明:实验台可实现频率范围为0.74～5.75 Hz的振动;与没有安装阻尼器相比,弹性悬臂梁在安装阻尼器后振幅完全衰减的振动时间缩短约65％;安装阻尼器后的悬臂梁对数衰减率随频率大小的变化规律是先增大后减小,然后再增大;安装阻尼器后的悬臂梁对数衰减率随着振幅的增大而增大;磁性液体阻尼器对于不同长度悬臂梁的振动都起到了很好的减振作用,当悬臂梁的长度为0.7m时,磁性液体阻尼器的减振效果最好;磁性液体阻尼器对于不同初始振幅的悬臂梁振动都具有良好的减振效果.     

低频重载下黏弹性减振器阻尼缓冲性能分析

为研究黏弹性减振器的非线性阻尼缓冲性能,根据其结构特点和非线性特征,建立单自由度分段非对称非线性振动模型,并由平均法推导出系统固有频率共振区附近的幅频特性方程。以安装在某300kW履式拖拉机的黏弹性减振器为应用对象进行研究,分析系统在固有频率共振区附近的非线性特性和阻尼减振性能。讨论了幅频特性分别和激励幅值、刚度系数、阻尼系数、质量之间的关系,并提出改善系统减振性能的建议。     

基于ADAMS的载重汽车半主动悬架磁流变减振系统研究

为改善车辆悬架系统的刚度和阻尼特性,通过分析载重汽车半主动悬架系统的运动,建立了半主动悬架磁流变减振器阻尼力设计模型,确定了磁流变阻尼器的结构参数、控制策略,应用ADAMS软件仿真分析了磁流变连续可变阻尼半主动悬架的动力学响应。仿真结果表明,磁流变阻尼器具有很好的阻尼减振效应。利用磁流变液体的表观黏度随外加磁场变化阻尼可变的特性,控制半主动悬架的刚度和阻尼规律,实现了载重汽车的自适应减振,有效改善了车辆的行驶平顺性及操纵稳定性。     

磁性液体正弦微压力信号源的磁场和力的分析

针对现有正弦压力信号源需要外加机械激励振动源,输出压力信号频率高,机械控制难度大等问题,设计出一种基于磁性液体的低频正弦微压力信号源。通过对螺线管线圈施加正弦激励电流对磁性液体施加磁场力,使之产生交变的磁浮力对外输出正弦微压力信号。研究对螺线管线圈参数进行优化得到较均匀的梯度磁场,计算了一定范围内输出正弦微压力信号与输入电流幅值及频率间的关系并对其影响因素进行简要分析。用有限元仿真方法得到模型内磁性液体中磁场分布及其所受磁场力分布并搭建实验平台进行测试。实验表明,该压力信号源在电源激励频率为0～2 Hz范围内输出的压力信号波形相对最稳定,调节输入电流的幅值与频率控制信号源输出低频正弦微压力信号。     

磁流体阻尼可调减振器

磁流体减振器作为一种阻尼力可调减振器,具有反应时间迅速,能适用于振动系统实时控制等特点。在分析了磁流体减振器阻尼力特性的基础上,提出了磁流体减振器的非线性模型;试验验证了磁流体减振器作为阻尼可调减振器的减振性能。结果表明提出的非线性模型更能反映磁流体减振器的阻尼力特性;磁流体减振器能满足振动系统的不同阻尼的要求。     

三阶段活塞式磁流变液减振器磁路的试验研究

磁流变液减振器是新型的智能化减振装置,在汽车、机械以及土木工程减振领域具有广泛的应用前景,磁路设计是决定此类减振器性能的关键技术之一。研究了三阶段活塞式磁流变液减振器的两励磁线圈在不同情况下的励磁特性。研究表明,放置在空气中的两线圈产生的磁场强度在各阶段具有矢量叠加性,两线圈电流方向的异同对其在各阶段产生的磁场强度的总和没有影响。     

磁流体-泡沫金属减振器磁场强度有限元分析

磁流体-泡沫金属减振器与单纯磁流体减振器相比具有适用于更宽频率范围振动的控制并且可提供较大可控阻尼力的特点.在磁流体-泡沫金属减振器的设计与制造中,其内部磁场分布规律是影响减振效果的一个重要因素.为了探讨其磁场分布规律及影响因素,利用ANSYS软件对该新型减振器的磁场进行有限元分析,结果表明,在新型减振器的活塞外圆柱表面开环槽可以提高阻尼通道内的磁场强度,且适当地增加所开环槽的数量可使阻尼通道内的磁场强度提高幅度增大.该研究结论对磁流体-泡沫金属减振器的设计与制造具有一定的参考价值.     

磁性液体阻尼器的实验研究与分析

基于实验以及ADAMS软件仿真,研究了磁性液体阻尼器的阻尼力变化情况,分析了影响阻尼力大小的各个因素。通过3组对比实验,分别分析了磁场方向与磁感应强度,活塞通道的间隙与长度,以及磁性液体的流动模式对阻尼力的影响。提出了各影响因素对阻尼力大小的作用规律,可为磁性液体阻尼器的设计和控制策略的确定提供理论参考。     

磁性液体阻尼器的实验研究与分析

基于实验以及ADAMS软件仿真,研究了磁性液体阻尼器的阻尼力变化情况,分析了影响阻尼力大小的各个因素。通过3组对比实验,分别分析了磁场方向与磁感应强度,活塞通道的间隙与长度,以及磁性液体的流动模式对阻尼力的影响。提出了各影响因素对阻尼力大小的作用规律,可为磁性液体阻尼器的设计和控制策略的确定提供理论参考。     

颗粒直径对阻尼器减振性能影响的试验研究

通过试验,研究了颗粒直径的大小对颗粒阻尼器减振性能的影响。搭建了简支梁试验装置,将颗粒阻尼器安装在简支粱上,通过激振器给简支梁不同频率的正弦激振力,用加速度传感器测出了简支梁在不同频率振动下的加速度幅值。试验结果表明：在一阶固有频率时,颗粒阻尼器最大减振效果可以达到50．00％,但也会加剧振动;在其他频率时,最大减振效果可达到94．74％,也会加剧振动;颗粒阻尼器都对高频振动减振效果好。这为颗粒阻尼器减振机理的理论研究提供了依据。     

压电分流阻尼控制悬臂梁振动的参数优化分析

采用阻抗分析技术,根据压电材料的机电耦合特性和RLC电路的电学阻抗特性,详细推导了RLC串联压电分流阻尼系统的机械阻抗特性,研究了作单模态振动的悬臂梁在粘贴压电片后形成的压电悬臂梁系统的位移传递函数特性。借助于调谐质量阻尼减振理论,进行了压电分流阻尼系统的参数优化分析,并通过算例验证了参数优化前后压电分流阻尼系统对悬臂梁振动的被动控制效果。     

汽车磁流变减振器设计准则探讨

提出了微型汽车磁流变减振器的设计准则,建立了磁流变减振器的理论分析模型来预估减振器阻尼力的大小。测试结果表明,减振器的阻尼力由粘性阻尼力和磁场阻尼力组成,随着磁场强度的增加,减振器的阻尼力也增大,基本上符合理论预估值,说明所建立的理论分析模型是可行的。     

磁流变液减震器的设计开发和试验验证

首先根据磁流变液减震器工作原理,即磁流变液减震器通过线圈电流改变磁场调节磁流液在阻尼通道中的流动实现对减振器阻尼力的控制,并根据此原理试制出了减震器.其次根据减震器试验标准,对设计的减震器进行台架试验;在试验过程中对力传感器和位移传感器进行了标定,然后采集力信号及位移信号,并对试验数据进行了分析.     

基于有限元仿真的磁流变阻尼器性能研究

对双线圈活塞式磁流变阻尼器结构和工作原理进行分析,应用ANSYS软件对阻尼器磁场有限元仿真,证明励磁线圈电流异向时磁场的利用效率更高,并且建立电流异向时阻尼间隙磁感应强度和电流的函数表达式,结合阻尼力模型和磁流变液的材料特性,得出阻尼力关于电流值和活塞运动速度的理论关系。通过阻尼器台架试验,对理论关系进行验证,结果表明:理论值准确的描述了阻尼力变化规律。为磁流变阻尼器设计及改进提供方法。     

基于性能最优的磁流变阻尼器励磁线圈缠绕方法研究

双线圈活塞式磁流变阻尼器是一种通过励磁线圈产生磁场,以控制输出阻尼力的器件,其励磁线圈的缠绕方法直接影响磁流变阻尼器磁场分布和动态响应时间。在磁流变阻尼器性能模型的研究基础上,以阻尼动力和动态性能为最优目标,分析了两励磁线圈多种缠绕方法对阻尼间隙的磁场分布和控制电路的响应时间的影响,综合考虑了外界控制电路的电流负担和电能损耗,获得了励磁线圈采用反向串联的最优缠绕方法。研究结果为磁流变阻尼器的结构设计和参数优化提供了参考依据。     

弹性约束下颗粒碰撞阻尼器的理论与实验研究

为进一步研究弹性约束颗粒碰撞阻尼器的减振性能,提出了该阻尼系统的动力学模型,并模拟了该阻尼器对悬臂梁的减振效果。同时,对5种不同刚度的弹性约束颗粒碰撞阻尼器的减振效果进行了实验研究。结果表明：理论计算与实验的结果基本吻合,证明所建立的弹性约束下的颗粒碰撞阻尼系统的计算模型是可靠的;在弹性约束下的颗粒碰撞阻尼系统中,其刚度比对减振效果的影响是非线性的,且弹簧刚度对该碰撞系统的共振点存在影响。