磁流变减振器建模与试验

建立较为精确的磁流变减振器阻尼力模型是设计控制策略并获得良好控制效果的关键。基于流体动力学理论和磁流变液流变特性,对阻尼通道内磁流变液进行流体动力学分析,详细推导磁流变减振器阻尼力模型。结合阻尼通道处磁场有限元分析,完善阻尼力模型。最后试验测试自制磁流变减振器在不同励磁电流和不同活塞速度下的示功特性和速度特性,利用试验数据对模型进行系数辨识,建立磁流变减振器简化力学模型。研究结果表明,励磁电流小于0.8 A时,输出阻尼力试验值与计算值较吻合,当励磁电流增大,阻尼力试验值与计算值最大相差约100 N,计算值相对于试验值的误差在19%以内,该简化力学模型能描述磁流变减振器的基本力学特性,能为半主动悬架控制研究提供理论指导。     

磁流变阻尼器的动态性能试验研究

介绍磁流变阻尼器的工作原理和结构,并对其进行了动态性能试验研究。试验结果表明磁流变阻尼器是一种优秀的阻尼系数可调的半主动减振装置,可以提供一定范围稳定可调的阻尼力;基于试验数据探讨了磁流变阻尼器的力学模型,在反映磁流变液剪切稀化(稠化)特性的Herschel—Bulkley模型的基础上得出修正的双粘性滞回本构模型。     

气动位置伺服系统磁流变流体制动器的仿真

利用磁流变流体的流变特性，设计了气动位置伺服系统磁流变流体制动器，介绍了其结构及工作原理，给出了阻尼力计算及实现制动控制的数学模型，并对其磁场分布及阻尼力特性进行了仿真计算，给出了相应的仿真结果。     

基于模糊理论的磁流变阻尼器控制

该文对多环形槽结构磁流变阻尼器进行理论分析和实验建模,建立了该阻尼器的力学模型.根据实验数据,给出了阻尼力与控制电流之间和阻尼器响应速度的关系,并以此为依据设计出磁流变阻尼器的控制器.由于磁流变阻尼器具有非线性和滞回特性,目前的力学模型还不够精确,该文采用将模糊控制方法对阻尼器进行控制仿真,结果表明其控制效果较好     

磁流变阻尼器Bingham力学模型改进及参数辨识

磁流变阻尼器不仅具有阻尼快速响应、良好的温度稳定性、内部结构简单等优势,而且可以通过调节控制电流使阻尼器的出力值连续变化,实现阻尼力可控。由于磁流变阻尼器阻尼特性与内部磁流变液的磁流变效应有关,具体表现非常复杂,现有力学模型目精度不足,无法精确描述磁流变阻尼器的阻尼特性。在磁流变阻尼器力学性能测试基础上,应用分段拟合函数方法同时结合反正切函数模型改进模型,并辨识改进后力学模型中各参数。将改进后的Bingham模型与实际测试出力值进行对比,结果表明改进后的Bingham模型能够很好地解决Bingham力学模型在非线性滞回阶段出力值曲线与实际测试数据不符的问题,改进后模型总体出力值曲线与阻尼器实际出力值基本相同,模型精度大幅提升。此种改进方法为磁流变阻尼器建立高精度力学模型提供参考。     

基于泄漏故障下的磁流变阻尼器力学性能研究

基于磁流变阻尼器力学模型,对泄漏故障下的磁流变阻尼器的力学性能及其阻尼力-位移曲线进行了研究,并通过试验验证了磁流变阻尼器最大阻尼力随着泄漏的加重会逐渐变大,而且在一定的励磁电流作用下,磁流变液会发生剪切稀化现象,反而导致最大阻尼力逐渐变小.研究还发现随着磁流变液黏滞系数的增大,磁流变阻尼器的速率对其阻尼力的影响逐渐减弱.     

新型阀式磁流变液阻尼器设计与特性研究

针对剪切阀式磁流变液阻尼器运动过程中存在活塞杆晃动、活塞行程受导向环影响而减小等问题,设计了一种新型阀式磁流变液阻尼器,推导了其阻尼力模型.利用ANSYS软件对设计的阻尼器活塞进行磁路仿真,从而选取合适材料,并通过测试其阻尼特性,结合推导的阻尼力模型,分析了阻尼力的影响因素.结果发现:所设计的阻尼器属于外径大、行程小的阻尼器,其活塞运动速度对阻尼力具有较大影响.     

摩托车磁流变阻尼器的设计研究

磁流变液（Magnetorheological fuild）是一种新型的智能材料，属于可控流体，具有在外加磁场作用下快速可逆地改变流变性能的特点。该文选择剪切阀式作为本文阻尼器的工作模式，推导基于平行结构的Bingham模型阻尼器阻尼力的计算表达式。优化设计了磁流变阻尼器的结构参数，在此基础上，根据理论分析选择阻尼器的结构尺寸，设计制作了单出杆磁流变阻尼器。对该文设计的磁流变阻尼器的特性进行了实验研究，该文的研究结果对于磁流变阻尼器在摩托车悬挂系统中的应用具有较好的参考价值。     

磁流变阻尼器的分数阶Bingham模型研究

为解决磁流变阻尼器的Bingham模型在拟合阻尼力-位移关系时"具有较高精度,但是无法准确描述阻尼力-速度的滞后"的问题,基于传统Bingham模型进行了改进,应用分数阶微分形式的Bingham模型,更加准确地拟合了速度-阻尼力的滞回特性。在改进的模型中以分数阶导数代替了传统模型中位移的一阶导数,既能够描述磁流变液屈服后的粘性剪切流动,又包含磁流变液体在低剪切速率下未屈服时的弹性变形。对一种磁流变阻尼器进行了实验,比较传统Bingham模型和改进分数阶模型阻尼力-位移和阻尼力-速度拟合的精度,分析分数阶微分项阶数与控制电流及阻尼力-速度滞后特性的关系。实验结果表明,分数阶微分形式的Bingham模型拟合磁流变阻尼器力-位移和力-速度关系,其精度均较传统Bingham模型有明显提高。     

用于磁流变减振的PWM控制器设计及实验分析

磁流变阻尼器是通过改变线圈中的电流来改变其阻尼力的,而基于混合模式的磁流变阻尼器的阻尼力是由压力工作模式的阻尼力和剪切工作模式的阻尼力构成的.根据磁流变阻尼器的磁路设计和动态特性,推导了阻尼力、电流和磁场强度的计算公式及相互关系;针对阻尼器的时间响应要求,设计了一种脉冲宽度调制电流驱动器,通过仿真分析了电路中的电流响应时间.实验结果表明,电流响应快、精度高,达到稳态值的95%所需的时间为0.3～0.6 ms,标准残差控制在0.11以内,满足磁流变阻尼器的控制要求.     

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。     

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。     

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。     

基于混合模式的磁流变阻尼器的工作原理

磁流变液是一种在磁场作用下，其流变学性能可作出迅速响应，且易于控制的新型智能材料。该文讨论了磁流变液的流变特性，在分析磁流变液装置基本工作模式的基础上，论述了一种流动模式和剪切模式共同作用的混合模式的磁流变阻尼器的工作原理。论证了这种新型阻尼器的阻尼力能十分灵敏的实现阻尼的目的，在车辆和工程领域具有广阔的应用前景。     

基于混合模式的磁流变阻尼器的工作原理

磁流变液是一种在磁场作用下,其流变学性能可作出迅速响应,且易于控制的新型智能材料.本文讨论了磁流变液的流变特性,在分析磁流变液装置基本工作模式的基础上,论述了一种流动模式和剪切模式共同作用的混合模式的磁流变阻尼器的工作原理.论证了这种新型阻尼器的阻尼力能十分灵敏的实现阻尼的目的,在车辆和工程领域具有广阔的应用前景.     

基于混合模式的磁流变阻尼器的工作原理

磁流变液是一种在磁场作用下，其流变学性能可作出迅速响应，且易于控制的新型智能材料，本文讨论了磁流变液的流变特性，在分析磁流变液装置基本工作模式的基础上，论述了一种流动模式和剪切模式共同作用的混合模式的磁流变阻尼器的工作原理。论证了这种新型阻尼器的阻尼力能十分灵敏的实现阻尼的目的，在车辆和工程领域具有广阔的应用前景．     

剪切型磁流变脂阻尼器转子系统的动力特性

为了解决磁流变流体沉淀给磁流变流体装置动力特性带来的影响,提出一类流变特性也可以随外加磁场发生显著变化的磁流变脂,基于剪切工作原理设计用于旋转机械转子系统的剪切型磁流变脂阻尼器及单盘悬臂转子系统,通过试验详细地研究剪切型磁流变脂阻尼器对转子系统动力特性的可控性、剪切型磁流变脂阻尼器抑制转子系统振动的有效性,以及剪切型磁流变脂阻尼器对转子系统的振动进行主动控制的适用性,并考察了剪切型磁流变脂阻尼器－转子系统的动力特性在长时间内的重复性。结果表明,利用一个低压电磁线圈产生的磁场就可以控制剪切型磁流变脂阻尼器－转子系统的动力特性,在合适的磁场条件下剪切型磁流变脂阻尼器能够极大地抑制转子系统的振动,剪切型磁流变脂阻尼器－转子系统的动力特性在较长的时间内具有良好的重复性,剪切型磁流变脂阻尼器适合作为转子系统振动的主动控制元件。     

双筒单出杆式磁流变阻尼器力学特性研究

介绍了一种基于流动模式的双筒单出杆式磁流变阻尼器结构和工作原理,推导了其阻尼力公式。对基于上述结构的MRF阻尼器的阻尼力、电流、位移、速度和频率等力学特性进行了试验研究。结果表明流动模式磁流变阻尼器的阻尼力随控制电流的增大呈非线性增加,其耗能减振能力优于传统的被动阻尼器。气囊导致压缩行程终点阻尼力放大,并可以在一定程度上消除复原行程的空程现象。而阻尼器的结构尺寸和所选用的磁流变液一旦确定,其可调倍数只依赖于最优的磁路设计。通过深入分析该型阻尼器的动力特性,为改进研制装甲车辆磁流变减振器奠定了基础。     

磁流变阻尼器动力性能测试与建模

建立磁流变阻尼器精确的力学模型是进行磁流变阻尼减振结构反应分析与设计并取得良好振动控制效果的一个重要前提。首先,对一个最大出力为10kN的磁流变阻尼器进行动力性能测试;其次,基于试验结果分别建立该阻尼器的参数化与非参数化动力学模型,并对所建立模型的有效性进行验证;最后,对两种不同建模方式的结果进行对比分析。结果表明,建立的参数化模型——双曲正切滞回模型能够有效地描述磁流变阻尼器的动力特性;非参数化模型——反向传播(back propagation,简称BP)神经网络正向、逆向力学模型具有良好的训练样本拟合度、泛化能力和抗噪性能;在试验数据拟合度上,BP神经网络模型要好于双曲正切滞回模型,但后者阻尼力表达式形式简单,更易于程序化。     

车用磁流变液流变特性分析及试验

磁流变液是一种新型的可控智能材料,其粘度可随外加磁场强度的变化而迅速改变,并且这种特性具有可逆、连续和易于控制等特点,在车辆减振器领域具有广泛的应用。介绍磁流变液材料的组成、特性及流变机理,分析和比较磁流变液的三种本构模型。通过磁流变液特性试验,结果表明磁流变液存在剪切稀化现象,并具有磁饱和特性;剪切屈服应力随着磁场的增大而增大,当磁感应强度达到一定时,剪切屈服应力开始减小;并针对试验提出了用修正的双粘度模型描述切应力。对磁流变液在车辆减振器的应用进行台架试验,表明减振器阻尼力随着外加电流增加而增大,当电流达到一定值后,减振器阻尼力趋于稳定,磁流变液具有可控性。