基于多孔泡沫金属材料的简易磁流变阻尼器可行性研究

针对磁流变液阻尼器价格昂贵及不易密封且易失效的问题,提出以多孔泡沫金属材料为载体,解决上述应用的瓶颈问题的新理念。介绍基于多孔泡沫金属材料的简易磁流变液阻尼器的概念设计,并对其可行性进行初步研究,初步研究结果表明多孔泡沫金属可以储存磁流变液,同时磁流变液在磁场作用下可以从泡沫金属溢出并实现阻尼功能。     

外界磁场对磁流变阻尼器阻尼特性的影响

针对磁流变阻尼器受到外界磁场作用时,阻尼特性发生变化导致其控制精度变差的问题.该文提出分析不同方向的外界磁场对磁流变阻尼器阻尼特性影响的理论方法,设计线性磁场发生器模拟外界磁场环境,通过实验对理论进行验证.理论与实验结果表明:当磁流变阻尼器受到与活塞运动方向垂直的外界磁场作用时,阻尼特性不受影响;当磁流变阻尼器受到与活...     

泡沫金属磁流液阻尼器的优化设计与实验研究

为提高磁流变泡沫金属阻尼器的阻尼力,基于ANSYS有限元仿真软件,以间隙中磁感应强度为优化目标,以活塞工作长度、直径及缸筒壁厚为优化参数,对泡沫金属磁流变阻尼器的各项参数进行优化。组建泡沫金属磁流变阻尼器剪切力测试系统,实验测试阻尼器优化前后的性能。结果表明,施加相同电流及同等剪切速率时,优化后的泡沫金属磁流变液阻尼器输出的阻尼力提高了1.46倍,优化效果明显。     

多孔泡沫金属磁流变液阻尼器设计及力学性能研究

磁流变液阻尼器的力学性能直接决定了其应用范围。目前的磁流变液阻尼器主要集中于大阻尼力的减振,而对于阻尼力范围较小的应用较少。对此,根据多孔泡沫金属材料的特性,论文设计了一种多孔泡沫金属磁流变液阻尼器,分析了其工作原理,并利用搭建的性能测试系统对其力学性能影响因素进行了研究。结果表明:该多孔泡沫金属阻尼器可用于小阻尼力方面的减振,而且其他条件相同时,采用泡沫金属铜产生的阻尼力比采用泡沫金属镍的阻尼力大,为磁流变技术的推广应用提供了新思路。     

基于超声作用的磁流变液阻尼器设计与分析

为减小磁流变液阻尼器（MRD）零磁场时的角动量损耗,设计了一种基于超声场作用的磁流变液阻尼器。该阻尼器内置盘型超声振子辐射超声场,可以减小阻尼器零场阻尼力矩。采用有限元法进行了超声振子动力学分析和阻尼器磁路仿真,并通过实验验证了超声振子的输出性能。基于Bingham模型得到了阻尼器的力矩模型。在高速地面负载实验台上进行了阻尼器输出性能测试和超声场调节零场阻尼实验,结果证明超声场可明显减小该阻尼器零场阻尼。     

磁流变差动阻尼器的设计与有限元分析

针对旋转式磁流变液阻尼的磁滞性问题以及由于磁滞性而造成的旋转式磁流变液阻尼器输出力矩不稳定的问题,设计了一种差动式阻尼器,不仅可以使输出的力矩可控性更好,而且有效地克服了磁滞现象的影响.在通过理论计算得到磁流变液差动阻尼器输出力矩模型的基础上,利用ANSYS有限元分析软件对磁流变液差动阻尼器进行了磁场分析,得到了磁流变液的磁感强度与磁流变液差动阻尼器线圈中的控制电流之间的关系,结合数值分析软件得到了磁流变液差动阻尼器的输出力矩与线圈中的控制电流之间的关系.研究结果表明,通过控制磁流变液差动阻尼器的控制电流可以实时调整差动阻尼器的输出力矩大小及方向,对磁流变液阻尼器作为精确控制的力矩控制元件奠定了理论基础.     

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。     

旋转式磁流变阻尼器及其驱动器研究

研制了转子具有圆柱体结构的旋转式磁流变阻尼器,转子的两个端面和圆柱面均为工作面,设计了适用于磁流变阻尼器的永磁密封装置,利用阻尼器内的磁流变液实现了动密封。应用有限元法对阻尼器模型进行了电磁场分析,结合有限元分析结果与磁流变液的本构关系,对磁流变阻尼器的力学性能进行了仿真研究。开发了用于磁流变阻尼器的驱动器,实现了应用工控机对阻尼器的屈服力矩进行控制。在此基础上,建立了阻尼器控制实验系统,对阻尼器的屈服力矩控制进行了实验研究。     

磁流变液在泡沫金属内部流动状态的数值分析

为研究磁流变液在泡沫金属中的流动状态,基于磁流体动力学及麦克斯韦方程,建立磁流变液在泡沫金属中流动的控制方程,并利用流体动力学仿真软件Fluent,模拟仿真磁流变液在多孔泡沫金属中的流动,得到压强和速度分布。结果表明:在流动区域内,磁场强度越大,层流越明显;磁场强度越大,由于泡沫金属复杂网状结构的影响,垂直于流动方向的速度逐渐减小,但由于磁场强度的变化而改变的速度值并不明显;即使对磁流变液施加垂直于流动方向的磁场,磁流变液也能够通过泡沫金属区域;随着磁场强度的增加,磁流变液的动态压强呈减小的趋势,而静态压强逐渐增大。     

新型磁流变-剪切增稠阻尼器的力学模型及试验研究

针对阻尼器的主被动控制特性的需求,利用磁流变剪切增稠协同效应的流变机理,提出并设计磁流变-剪切增稠阻尼器。试验制备磁流变-剪切增稠流体,测试其流变特性,并基于Cross模型与LM算法建立其表观黏度模型。通过磁场磁路的仿真优化,设计并研制新型双出杆磁流变-剪切增稠阻尼器。结合上述研究,建立该阻尼器的力学模型,并对其阻尼力进行动态性能测试。测试结果表明,阻尼器在110m T磁场的主动控制下,提升34.3%阻尼力峰值;随着振荡频率增加,可以提升至少64.2%的阻尼力。同时,验证了阻尼特性力学模型预测的有效性,最大误差为8.9%。     

挤压式磁流变液阻尼器--转子系统的动力学特性与控制

用磁流变液代替常规挤压油膜阻尼器的润滑油,可制成阻尼特性受磁场控制的挤压油膜阻尼器,用于转子系统的振动控制。依据Bingham模型推导了磁流变液挤压油膜的雷诺方程及其解的表达式,给出了油膜流速、压力分布、油膜反力和阻尼器内磁拉力等的计算公式;以磁流变液阻尼器—刚性转子系统为例,理论分析了挤压油膜的力学特性和转子系统的不平衡响应特性;设计和制造了一种用于转子振动控制的挤压式磁流变液阻尼器;试验研究了支承在该阻尼器上的单盘偏置柔性转子系统的不平衡响应特性和控制方法。研究表明,磁拉力可降低一阶临界转速和临界振幅;油膜反力可降低转子系统在无阻尼临界转速处的振幅,并使一阶有阻尼临界转速增大;通过开关控制能使阻尼器具有最佳的减振效果,使转子振幅在全转速区达到最小。     

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。     

新型磁流变阻尼器设计及磁场有限元分析

磁流变液是一种新型的智能材料,在外加磁场作用下其流变学特性如屈服强度能够在毫秒级时间内发生连续可逆的变化.利用磁流变液的这种特殊性能,针对力觉再现技术的要求,设计了一种新型的磁流变阻尼器结构.详细阐述了该阻尼器的工作原理和力矩模型,并完成了有限元模型的建立.运用磁场有限元分析软件Ansoft对阻尼器进行了磁场强度检验并进行了相应的结构改进.仿真结果表明该阻尼器设计结构合理,为磁流变阻尼器的准确设计提供了保证.     

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.     

面向对象的磁流变液阻尼器设计及减振效果研究

针对桌小型钢框架结构的振动特性,基于非牛顿粘性流体模型,由磁流变液的物理性质,建立了磁流变液阻尼器的剪切应力模型,描述了磁流变液阻尼器的非线性特性,得到了磁流变液阻尼器的设计参数;利用制得的磁流变液阻尼器,对该结构进行了振动测试研究,结果表明,在使用制得的磁流变液阻尼器后,框架结构的第一阶耨动幅度与不加磁流变液阻尼器相比,减小了42%,而且整个过程较为平稳,验证设计的磁流变液阻尼器的阻尼效果,为磁流变液阻尼器的设计提供了理论和实验依据.     

多自由度磁流变阻尼器设计及其阻尼特性研究

设计了一种新型磁流变阻尼器,可适应于多自由度振动控制.阻尼器采用了分体式结构设计,解决了磁流变液沉淀、过热、布线困难、阻尼通道设计不尽合理等问题,有着易安装、散热好、结构简单、效率高等优点.根据Bingham模型对磁流变阻尼器进行了建模,并采用Simulink进行仿真,分析了控制电流、激振频率和振幅对阻尼器阻尼特性的影响.     

磁流变智能阻尼器在抑制深孔切削振动上的研究

基于磁流变液的工作原理,设计了一套剪切阀式磁流变阻尼器,用于抑制深孔切削中的振动。分析了磁流变液工作原理,通过对深孔切削系统建立的动力学模型,得出系统的频率响应函数。最后通过MATLAB仿真分析表明:控制磁流变阻尼器的磁场强度可方便调节系统的阻尼率,进而能有效地抑制深孔切削振动的发生。     

支承磁悬浮轴承的磁流变液阻尼器磁场仿真

对磁流变液阻尼器及支承的磁悬浮轴承进行了三维电磁场分析,得到了其磁场分布,并对磁流变液进行了动态磁场分析。最后,基于磁流变液的唯象模型,通过静力学仿真得到其最大挤压反力,得到了磁流变液阻尼器所能提供阻尼力的范围。     

高耗能自解耦式MR阻尼器的设计及性能试验

为设计制作基于土木建筑结构振动控制的高耗能自解耦式磁流变(magneto-rheologcal,简称MR)阻尼器,通过对阻尼器设计的关键技术、阻尼器的性能试验及力学模型的参数识别进行研究,得知在副活塞中设置解耦装置可使阻尼器在不同的振幅下具有不同的刚度和阻尼特性,在主活塞中将永久磁场和电流磁场结合起来实现阻尼器的逆向控制的设计思路是可行的,铜制隔磁环的设置保证了磁力线沿理论设计的路径穿行,又使线圈避免与磁流变液的长期接触腐蚀,从而提高其耐久性。通过对阻尼器采用基于反正切函数的MR阻尼器模型进行参数识别,得到了与试验结果吻合的MR阻尼器的力学模型。     

基于混合模式磁流变阻尼的有限元分析及实验

磁流变阻尼器是利用磁流变效应产生可控阻尼力的一种智能机械装置,通过调节磁流变液的屈服应力来控制阻尼器的机械性能。文中设计了一种基于剪切模式与挤压模式相结合的磁流变阻尼器。并通过有限元分析模拟了磁流变阻尼器电磁线圈产生的磁场。用3种不同条件下静态载荷分别对阻尼器进行实验,这3种载荷分别是剪切模式、挤压模式、剪切模式和挤压模式相结合。该实验结果表明,基于混合工作模式下的磁流变阻尼器电磁学性能通常情况下高于单一模式的磁流变阻尼器。