电磁场作用下控制阀外置的双筒液力减振器的理论与实验研究

介绍了控制阀外置的新型汽车双筒液力减振器的工作原理，对电场与磁场同时作用下减振器的速度特性进行了理论分析与实验研究。新型汽车双筒液力减振器的阻尼力由两部分组成，一部分是与电极的几何结构、液体的粘度以及流速相关的粘性阻力，另一部分是与电场、磁场强度成正比的剪切应力。通过调节电场与磁场强度可实现阻尼力的自动调节与控制，电磁场作用下的最大阻尼力是无电磁场作用时的两倍，满足了车辆振动控制的要求。     

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。     

电流变液减振器在深孔颤振控制中的试验研究

针对深孔加工中的颇振问题,结合深孔加工的特点,设计了一种基于混合模式的电流变液减振器。利用电流变液在电场强度下能够快速、连续、可逆地改变其粘度和抗剪屈服应力的特性,可实现对减振器可控阻尼力的连续、无级调节。通过对减振器可控阻尼力的数值仿真,分析了阻尼力的影响因素。在Z2120型BTA深孔钻镗床上进行了切削颤振控制试验,对比了不同电场强度下钻杆振动的振幅和被加工孔的表面粗糙度。试验结果表明:在电场作用下,混合模式电流变液减振器能够有效地减小钻杆振动的幅值和明显减小被加工孔的表面粗糙度值。但是不同电场作用下,减振器的减振效果不同。     

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。     

基于电流变效应的深孔切削颤振防治研究

在电流变液的电流变效应基础上,改进了剪切模式下的深孔电流变液减振器,对减振器阻尼力公式及影响因素进行了分析,推导出了切削系统动力学模型。由MATLAB软件仿真结果表明:切削系统的阻尼率变化可以通过对电流变液电场强度的改变而快速实现,从而达到抑制切削颤振的目的。     

汽车磁流变减振器阻尼特性理论计算与试验

从研究的实用性和结构的可行性出发,建立较为精确的磁流变减振器动力学模型是设计控制策略和获得良好控制效果的关键因素之一。根据车辆悬架的各种要求,设计和分析磁流变减振器的各参数对阻尼特性的影响对于现代汽车设计来说是非常必要的。根据汽车减振的要求和磁路设计原则,设计出单输出杆阻尼孔式汽车磁流变减振器。基于流体力学理论和磁流变液流变特性,详细推导出磁流变减振器的阻尼力理论计算模型。对磁流变减振器的阻尼特性进行理论分析和计算,并探讨减振器各结构参数对减振器阻尼特性的影响。最后采用试验测试磁流变减振器的速度特性,得到不同电流输入时阻尼力与速度的关系曲线,试验测试的结果和理论计算基本吻合。采用流体力学理论推导出的磁流变减振器力学模型能为建立减振器控制模型提供可靠的理论指导。     

汽车悬架磁流变减振器的优化设计及仿真

基于磁流变减振器在汽车悬架减振系统半主动控制中的广泛应用,根据磁流变液的特点和磁流变减振器阻尼力与结构参数的关系,设计了新型的磁流变减振器,并对影响磁流变减振器性能的参数进行了优化和仿真.仿真计算表明,该磁流变减振器设计是一种能优化阻尼力的有效算法.     

车辆单筒充气磁流变减振器的阻尼力数学模型及试验仿真

介绍一种车辆单筒充气磁流变减振器的结构和工作原理,其内部的磁流变液材料是一种新型的智能材料,其流变特性可随所加载磁场强度的变化而变化,并且这一过程是可逆的,用磁流变液制成的减振器具有体积小、阻尼力大、动态范围广和频响高等优点。研究利用磁流变液的非牛顿宾汉流体模型和流体运动微分方程,建立反映单筒充气磁流变减振器阻尼力特性的数学模型;对单筒充气磁流变减振器进行台架试验,得到不同电流的减振器示功特性图;通过试验测得磁流变减振器的仿真参数,然后在Matlab软件环境下完成阻尼力数学模型的仿真;试验的示功特性与数学模型仿真进行分析比较,结果表明仿真数据与试验数据较吻合,验证了建立的单筒充气阻尼力数学模型的正确性。     

汽车磁流变减振器阻尼特性理论分析与计算

设计了单输出杆阻尼孔式汽车磁流变减振器,根据牛顿流体理论和磁流变液流变特性,对磁流变减振器的阻尼特性进行了理论分析和计算,探讨了减振器各结构参数对减振器阻尼特性的影响,采用Lord公司的MRF-132AD型磁流变液,计算和分析了磁场强度对阻尼力的影响,以及各种磁场强度下阻尼力与速度的关系.     

含智能流变材料铝合金夹层板结构的动力学特性研究

通过对一种含电流变液铝合金夹层板智能结构的动力学实验与仿真，分析和研究该结构在外电场作用下的动力特性变化。实验发现，利用外部控制条件(电场强度)的变化，可以改变结构的固有特性，如自然频率、结构阻尼等，可实现对结构的主动控制。数值分析时采用粘弹性材料等效处理方法模拟电流变材料，计算得到的结构振动特性与实验结果吻合较好。实验与仿真计算结果均表明，随着电场强度的增大，结构固有频率也随之出现上升，且增幅与场强有关；同时，电流变材料对结构振动所产生的阻尼效应不仅受外加电场影响，还与外加激励频率有关，响应控制实验结果说明电流变材料对结构在固有频率附近所产生响应的控制效果要更为明显一些。     

RESEARCH ON BEHAVIORS OF ELECTRORHEOLOGICAL FLUID-BASED SEMIACTIVE ROBOT FINGERTIPS

ＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＢＥＨＡＶＩＯＲＳＯＦＥＬＥＣＴＲＯＲＨＥＯＬＯＧＩＣＡＬＦＬＵＩＤＢＡＳＥＤＳＥＭＩＡＣＴＩＶＥＲＯＢＯＴＦＩＮＧＥＲＴＩＰＳ①ＹｕｅＨｏｎｇＬｉＴｉｅｊｕｎＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｒｉｎｇ,Ｈ...     

新型双腔油气式磁流变减震器阻尼特性分析与仿真

针对双腔油气式减震器无法根据外部环境激励的改变而调节自身阻尼特性变化的问题,基于磁流变原理,设计了一种适用于飞机起落架系统的双腔油气式磁流变减震器。为提升该减震器的减震性能,增加可控阻尼力初始值及其变化范围;在现行双腔油气式减震器的基础上优化了内部结构参数;采用孔缝结合的方式对双腔油气式磁流变减震器阻尼通道进行了重新设计;依据阻尼通道形式完善了磁路设计与优化;利用有限元方法分析了内部磁场特性;并对比分析了不同阻尼通道形式下的最大输出阻尼力与可控阻尼范围。结果表明：优化后的节流通道处磁感应强度分布更为均匀,孔缝结合的阻尼通道形式实现了较大初始阻尼力的输出,增加了可变阻尼力调节范围。     

电流变材料抑振机构动态性能测试与分析

电流变材料在振动控制中表现出优良的阻尼抗振性能,但由于电流变材料在振动结构中随振动幅度、振动频率和施加电场强度的变化,其动态性能表现出明显的差异,使控制模型难于准确制定。通过对含有电流变材料的抑振机构进行动态性能测试试验,获取在不同电场强度和不同激振频率下的迟滞曲线,并结合所建立的迟滞曲线数学模型将电流变材料在结构振动控制中所表现出来的动态性能分为牛顿粘性液体、屈服前弹性体、屈服前粘弹体、非线性体和屈服后粘性体,同时,分析了电流变材料不同动态特性出现的条件及其对整个结构动态性能的影响。这种试验分析方法为有效制定电流变抑振机构的控制策略提供了科学依据。     

汽车涡流减震器力学性能研究

本文以涡流减震器的力学性能为研究对象,减震器的力学性能好坏是通过减震器的阻尼特性曲线(也就是阻尼—速度曲线)来判定的。利用Ansoft软件模拟仿真涡流减震器在不同振动速度下的阻尼力大小。根据不同速度下的阻尼力大小绘制阻尼—速度曲线,然后进行阻尼特性的研究。通过仿真结果分析,涡流减震器的阻尼特性符合设计要求。     

STUDY ON ELECTRORHEOLOGICAL FLUID DAMPER FOR APPLICATION IN MACHINING CHATTER CONTROL

The electrorheological fluid(ERF)is a kind of intelligent material with bright prospects for industry applications, which has viscoelastic characteristic: under the applied electric field. The dynamic model of a milling system with an ERF damper is established, and the chatter suppression mechanism of the ER effect is discussed theoretically. Both the theoretical study and the experimental investigation show that the additional damping and additioaal stiffness produced by the ERF increase with the rise in the strength of electric field E, but their influence on the cutting stability is different. Only when both additional damping and additional stiffress cooperate, the milling chatter can be suppressed quickly and effectively. In additional, an ERF dumper used on the arbor of horizontal spindle milling machine is developed, and a series of milling shatter control experiments are performed. The experimental results show that the milling chatter can be suppressed effectively by using the ER damper.     

电流变液在飞机起落架减振器中的应用研究

将电流变液作为一种可控阻尼介质应用于起落减振器,实现对减振器的主动阻尼控制,减缓飞机降落时的高速冲击。采用理想的飞机减振器模型,建立动力学阻尼控制的数学方程,通过数值计算获得阻尼参数的控制规律以及电流变液电场强度的变化规律,得到了满意的减振器冲击能量减振效果。     

磁流变液-泡沫金属减振器阻尼特性理论分析

为解决常规减振器控制力小减振效果不理想的问题,设计了一种基于磁流变液—泡沫金属两相结构的新型减振器,在减振器工作原理的基础上推导出了其阻尼力模型。利用MATLAB软件中的Simulink模块建立了该阻尼力的仿真框图,并进行了实例仿真分析,理论分析及仿真结果表明:外界激励、泡沫金属的等效孔数和孔径对阻尼力影响较大,而等效孔长度对阻尼力几乎无影响,这为磁流变液—泡沫金属减振器的设计提供了有益的参考。