新型磁流变减振器的磁路设计与有限元分析

磁路设计是磁流变减振器设计的关键部分.利用磁路欧姆定律对磁流变减振器的磁路进行计算,确定了励磁线圈的相关参数,并用有限元分析软件ANSYS中的磁场分析功能对结构参数进行了仿真分析.仿真结果表明,理论计算部分存在一定的误差,修正设计参数,重新进行仿真分析,磁路设计基本满足了减振器的设计要求.     

基于Ansoft的磁流变减振器磁路设计与试验研究

磁流变减振器设计的核心内容之一是磁路设计,其减振性能的好坏与磁路设计息息相关。基于Bingham模型的本构阻尼力学模型,利用磁路欧姆定律进行磁路设计,并得到磁流变减振器具体的磁路参数。系统地分析了各结构材料的选择,基于有限元电磁场仿真软件Ansoft建立磁路仿真模型,分析各结构材料的磁饱和状态。仿真结果表明阻尼通道工作间隙处最先达到磁饱和。探究活塞总成不同的结构尺寸对磁流变减振器磁场分布的影响,结果表明阻尼通道工作间隙大小设计在0.8～1.5 mm之间,阻尼通道工作间隙的有效长度设计在6.25～8.25 mm之间,活塞外套厚度设计在2.75～3.75 mm之间比较合理。最后通过台架试验验证自制磁流变减振器磁路设计的可靠性,试验结果表明该结构磁流变减振器的减振性能良好。根据磁路设计理论并基于Ansoft有限元电磁场仿真软件验证的方法为磁流变减振器的磁路设计与后续结构优化提供了依据。     

多盘式磁流变离合器磁路设计与仿真

磁流变离合器是通过磁流变液的剪切应力进行传递转矩的器件。对多盘式磁流变离合器进行磁路的设计,首先应用磁路欧姆定律,结合考虑不产生磁路磁饱和效应,初步确定磁路结构参数并采用有限元分析的方法对磁路进行仿真,对不同磁导率的磁轭材料进行分析。仿真结果表明绝大多数磁感线都通过多盘式离合器的磁流变液工作面,并且在相同条件下,相对磁导率较高的磁轭材料可以提高工作间隙的磁感应强度。     

形状记忆合金驱动的圆盘式磁流变液变速传动装置磁场有限元分析

热效应下形状记忆合金驱动的圆盘式磁流变液变速传动装置是一种输出转速随温度改变而迅速变化的传动装置。较之在高温下工作的离合器,该变速传动装置提高了磁流变液的使用寿命。针对该变速传动装置,分析了工作原理;基于磁路的欧姆定律,建立了磁路理论模型;应用ANSYS软件对该变速传动装置的磁路理论模型进行仿真并通过迭代计算验证了仿真模型的正确性。通过磁路理论模型的仿真,得到了不同圆盘材料、工作间隙大小对工作间隙沿径向磁感应强度的影响关系,并分析了隔磁环对磁场强度和输出转矩的影响。     

磁流变剪切屈服应力测试仪磁路仿真与分析

为探究一种平行圆盘磁流变剪切屈服应力测试仪的磁场特性,结合磁路欧姆定律和安培环路定理介绍该测试仪的磁路组成,并在ANSYS软件中对磁路进行了磁场仿真;然后对该测试仪的磁场均匀性、磁场强度以及测试精度进行了实验分析;仿真结果表明,工作间隙的磁场强度分布基本均匀,且随着励磁电流的增大而增大,当励磁电流为3.0A时,工作区域的磁感应强度可以达到0.9T;实验结果表明,该磁流变剪切屈服应力测试仪能满足磁流变液特性测试的需要。     

磁流体动力学陀螺磁场均匀性分析及优化设计

为了改善磁流体动力学陀螺的低频响应,提出了将磁流体动力泵技术应用于磁流体动力学陀螺研制的方法,并用ANSYS对其磁路结构进行三维仿真。仿真结果表明,磁感应强度不均匀度远大于10%,严重影响传感器的精度。通过有限元仿真方法分析不同永磁体对工作间隙磁场的不同影响,并在结构设计中去除对磁场不均匀度影响较大的永磁体,最后通过合理的磁路设计方法,在实现工作间隙所需磁场的同时降低磁场的不均匀度。仿真结果表明:磁感应强度不均匀度小于10%。     

基于ANSYS的磁流变阻尼器设计技术研究

利用磁流变阻尼器具有响应快、稳定性好、阻尼力连续可调的优点,作为理想的气动控制元件。设计了一种新型阻尼器。建立了阻尼器力学模型与磁路结构,并用ANSYS软件对其结构参数进行了仿真。结果表明,合理地选择阻尼器结构参数可使之达到较好的控制效果。     

颗粒阻尼及磁流变复合减振镗刀的磁路优化

设计了颗粒阻尼及磁流变复合减振镗刀的磁抑振单元的磁路,并利用仿真软件ANSYS建立了磁路仿真模型。以正交试验为基础,通过仿真研究了磁路特性、磁场分布规律以及不同参数下阻尼通道的磁感应强度。研究表明,轴肩宽度、支撑套厚度和间隙宽度是影响磁通道磁感应强度的主要因素,可以通过合理选择磁路结构参数使减振性能达到最佳状态。     

磁流变液屈服应力测试仪磁路设计与仿真

分析了平行圆盘式磁流变液屈服应力测试仪的工作原理,结合磁路欧姆定律和安培环路定理,对一种圆盘式磁流变液屈服应力测试装置的磁路进行计算,确定励磁线圈的相关参数。在此基础上,运用有限元软件Ansys中的磁场分析单元对磁路进行建模和仿真。仿真结果表明,工作区间的磁场为匀强磁场,磁场强度随励磁电流的增大而增大。     

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.     

基于流动模式的汽车双筒式磁流变减振器设计与试验研究

提出一种基于流动模式的汽车单出杆、双筒式磁流变减振器的结构与工作原理,该减振器采用已有汽车悬架双筒式普通液压减振器的设计标准制造,对现有双筒式减振器具有很强工艺继承性。根据Bingham流体模型建立双筒式磁流变减振器阻尼力数学模型,并提出该减振器的磁路设计方法;针对磁路的非轴对称特性,建立磁路三维有限元仿真模型,结合北京现代某款汽车前悬架减振器的技术要求和磁流变液流变特性,进行三维静态磁场分析,确定活塞磁路的主要参数。制作汽车双筒式磁流变减振器,并对此进行台架特性试验;通过试验与理论计算对比,结果表明理论计算数据与试验数据较吻合,所提出的双筒式磁流变减振器设计方法是可行的,对汽车双筒式磁流变减振器的设计使用具有指导意义。     

干式空心电抗器匝间短路故障暂态特性仿真研究

从理论上分析了干式空心电抗器从正常运行状态到匝间短路故障状态下的匝间短路动态过程,建立了暂态电路耦合计算模型,并利用ANSYS Maxwell软件模拟了匝间短路故障的暂态特性,提出了通过安装在电抗器封装上的检测线圈实现对电抗器短路位置引起的磁场突然变化的检测方法。通过实验研究表明,采用本文提出的方法可以在较早的故障期间检测到匝间短路故障。     

汽车磁流变减振器的设计及多项式模型的研究

通过对汽车磁流变减振器的工作模式的分析,利用ANSYS电磁场模块和流体动力学模块,建立减振器磁路有限元模型。采用序惯耦合法,计算得出阻尼力-速度关系曲线,完成了汽车磁流变减振器结构优化设计及磁路分析。将所设计的磁流变减振器在MTS849减振器试验台上进行试验,测得磁流变减振器的示功图和速度特性,利用试验数据,进行多项式拟合,精确的建立了该减振器的阻尼力模型,与理论计算曲线比较,说明多项式模型能较好的描述减振器非线性特性和滞回特性。     

基于ANSYS的NdFeB磁环多极充磁设计

针对NdFeB磁环多极充磁设计周期长和复杂的问题,采用有限元分析软件ANSYS仿真了充磁时的电磁场;通过对仿真电磁场进行分析,从而调整初始设定的充磁线圈线径、匝数和充磁电压,达到了对3个充磁参数的确定;最后基于这3个参数制作了充磁线圈并充磁,试验结果验证了仿真的正确性。研究结果表明,利用ANSYS软件能有效地缩短多极充磁设计的周期,并且设计结果准确、直观。     

磁流变弹性体阻尼器的设计及磁路分析

针对高速切削加工过程中产生振动的情况,基于剪切模式,设计了一种磁流变弹性体阻尼器,针对磁流变弹性体阻尼器的典型磁路结构,阐述了磁路设计原理,研究了磁路计算方法,并利用ANSYS软件对其磁路结构进行了分析验证。仿真结果的分析有助于优化磁路结构,使所设计的磁流变弹性体阻尼器的磁场效能得到最大的发挥。     

改进型的磁流变液剪切应力测试仪

针对圆盘缝隙磁场分布不均匀、磁场强度低和注液不方便等问题,对自行研制的旋转圆盘式磁流变液剪切屈服强度测试仪进行了改进.运用ANSYS磁路仿真软件对剪切圆盘机构的磁路进行了优化设计分析,对产生漏磁的部件和结构进行了改进,使测试圆盘所在区域的磁场强度的均匀性得到了加强;当电流为1.6 A时,圆盘间隙处的平均磁感应强度可达0.9 T;同时该测试仪的测试结果表明,Herschel-Bulkley模型可以较好地拟合MRF屈服后区的非线性特性.     

磁性液体倾斜角传感器的有限元耦合分析

根据一种差动式变压器结构的磁性液体倾斜角传感器工作原理,推导出传感器输出电压与灵敏度公式,并利用ANSYS软件对这种结构的传感器进行电磁-电路的耦合场分析,通过对数值模拟结果进行深入分析以便能为传感器的设计提供指导,并将模拟结果与已公开发表的实验数据进行对比.得出当磁性液体倾斜角传感器的结构参数确定后,传感器的输出电压与转动角度成线性正比关系;且传感器的灵敏度与激励电压的振幅、磁性液体相对磁导率及激励电压频率成正比,但激励电压频率超过一定范围后,传感器灵敏度增加值会逐渐减小,建议激励电压频率最好不超过1.5 kHz.     

高黏度非牛顿磁性流体密封耐压性能分析

采用ANSYS分析软件对高黏度非牛顿磁性流体密封的磁场进行有限元数值模拟,通过得出的实际密封简化耐压公式计算该密封的耐压能力.结果表明:高黏度非牛顿磁性流体密封能力好于普通牛顿磁流体密封,且由于高黏度非牛顿磁性流体密封的磁极与转轴间隙可以更大,所以适用于轴径向跳动量大的场合,应用范围更广泛.     

基于ANSYS的电磁轴承特性分析系统

介绍基于ANSYS的电磁轴承磁悬浮力的分析系统 ,分析了磁性材料的非线性特性以及各种电磁轴承结构参数的影响 ,并举例对向心和推力电磁轴承特性的系统分解解与传统解析解进行了比较 ,结果表明 ,利用该分析系统可以方便地对电磁轴承进行优化设计     

小容量电器微小触头的磁力去毛刺技术

小容量电器微小触头的磁力去毛刺工艺是在磁场的作用下、利用磁性磨料形成的的柔性磁刷,对触头相应表面产生一定的碰撞、滚压、滑擦、刻划,实现触头表面的抛光和去毛刺。采用ANSYS对磁路进行了分析和设计,对磨粒与工件进行了受力及运动分析,建立了磁力研磨试验平台,进行了相应的工艺性实验。试验结果表明,磁力研磨技术对触点的抛光作用明显,并能有效去除触头毛刺。