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。     

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。     

单向阀式汽车磁流变减振器磁路设计与试验

针对汽车双筒磁流变减振器工作出现的外特性畸变现象,在传统磁流变减振器活塞结构基础上,设计了一种具有流通孔和单向阀、非旋转体的新型电磁活塞,并分析了活塞磁路的理论计算方法。根据单向阀式活塞的非旋转体特点,应用Ansys有限元分析软件基于单元边法的Solid117单元建立1/4三维有限元磁路仿真模型,进行三维静态磁场分析。设计制造了新型电磁活塞,应用特斯拉计进行活塞阻尼通道的磁路试验,对比磁路的三维仿真,理论计算与试验数据基本吻合,表明新型活塞磁路的三维仿真与理论计算是正确的。按照某款汽车技术要求设计加工了磁流变减振器,进行了阻尼特性试验,结果显示,示功曲线非常饱满,有效地消除了外特性畸变,表明设计的单向阀式电磁活塞是可行有效的。     

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.     

基于有限元法的车辆磁流变减振器仿真研究

对磁流变减振器进行三维磁路有限元分析和阻尼力计算。基于商用磁流变减振器的结构特点,在CATIA软件中建立简化的1/8三维模型;结合Hypermesh软件和ANSYS软件的优点,应用棱边法进行三维静态非线性电磁场分析。通过实验测取磁流变液的性能参数,采用平均磁流变液区域的磁感应强度和磁场强度的方法,获得控制电流与阻尼力关系曲线。     

汽车行驶中磁流变减振器阻尼力的动态分析

根据磁流变减振器工作原理和汽车系统动力学,建立汽车磁流变减振器的阻尼力模型,推导出磁流变减振器的励磁电流与其阻尼力的关系表达式,在此基础上,针对SG-MRD磁流变减振器,以汽车行驶中的典型路面滤波白噪声和其典型结构参数为输入,对处于汽车被动悬架和半主动悬架中的磁流变减振器的阻尼力及其响应特性进行计算机仿真分析.     

汽车磁流变减振器的试验建模及验证

通过对磁流变减振器进行试验,得出了试件的系列示功图和速度特性曲线;分析了电流变化、活塞速度对试验样品的外特性的影响。建立了磁流变减振器插值模型进行仿真并与试验曲线对比,结果显示吻合度较高。说明所建的磁流变减振器模型非常准确,可以应用于磁流变减振器的仿真研究。     

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。     

一种新型径向内通道式磁流变减振器的研究

针对改善磁流变减振器的磁场利用率及减振效果,提出了一种沿环形径向通道产生磁流变效应的MR减振器,并对其结构及磁路进行了完整的设计。此外,根据电磁学和磁流变流体动力学理论,利用相关工程仿真软件对减振器外特性进行了仿真分析,与相同活塞体积下传统的磁流变减振器相比,阻尼力明显提高,而且可调范围广,由此验证了该减振器设计的合理性。     

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.     

磁流变阻尼器优化设计与性能分析

利用磁流变液这种智能材料的力学性能 ,制作了一种双出杆磁流变阻尼器。文中主要讨论了磁流变阻尼器结构设计、磁路设计的基本原理 ,并讨论了结构参数对磁流变阻尼器性能的影响 ,最后优化设计了磁流变阻尼器的结构参数 ,给出了磁流变阻尼器结构参数的匹配关系     

车用磁流变减振器的研制

针对车用磁流变减振器现存的阻尼特性不理想、油封易磨损泄漏、磁流变液静置沉降以及磁路结构不尽合理等主要问题,提出了加装单向滑阀、组合密封器、静置稳定装置和多级磁路式电磁活塞等改进措施。以Passat B5轿车前悬架减振器作为设计对象,对磁流变减振器的电磁磁路和液压结构进行了改进设计,最后通过各项性能试验得到了较为满意的结果,表明了双筒滑阀式磁流变减振器的可行性和有效性。     

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。     

冲击载荷作用下磁流变阻尼器的建模与分析

以某12．7 mm机枪的磁流变(MR)后坐阻尼器为研究对象,基于Herschel-Bulkley本构模型,建立了该MR后坐阻尼器的轴对称一维层流模型。运用ANSYS软件,对该阻尼器的MR阀进行了磁场有限元分析,求得了环状间隙间MR流体的磁通密度。将MR流体流动模型和MR阀有限元结果相结合,建立了不同磁场作用下阻尼力随活塞速度的变化规律,利用这些规律对该阻尼器的落锤撞击试验和实弹射击试验进行了数值仿真。理论与试验结果的对比指出,在低磁场作用的情况下,理论与试验结果具有较好的一致性。     

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。     

Vibration control of a structure using Magneto-Rheological grease damper

This paper describes an application study of Magneto-Rheological (MR) grease damper to a structure with three stories. MR fluid is known as one of successful smart materials whose rheological properties can be varied by magnetic field strength, and has been applied to various kinds of device such as dampers, clutches, engine mounts, etc. However, ferromagnetic particles dispersed in MR fluid settle out of the suspension after a certain interval due to the density difference between the particles and their career fluid. To overcome this defect, we have developed a new type of controllable working fluid using grease as the career of magnetic particles. Network of thickener in grease is expected to hold the magnetic particles and prevent them from settled down. No or little sedimentation was observed in MR grease whose characteristics could be controlled by the magnetic field strength. MR grease was introduced into a cylindrical damper and its performance was studied. As a result, it was confirmed that the damping force of MR grease damper could be controlled by the applied electric current to the coil in the cylinder of damper. Furthermore, vibration response of a three-story model structure equipped with MR grease damper was investigated experimentally, and it was shown that MR grease damper worked effectively as a semi-active damper.     

叶片式MRF减振器的工作原理及磁路设计

介绍了一种基于传统叶片式液压减振器设计的叶片式MRF减振器的工作原理和磁路设计,利用Ansoft工程电磁场有限元分析软件对两种不同结构的叶片式MRF减振器的磁路进行了有限元分析.通过深入分析该型减振器的磁场分布,为其在车辆悬挂系统半主动控制中的应用奠定了基础.     

挤压式磁流变体减振器阻尼力的分析

在分析了挤压式磁流变体(MR)减振器工作原理的基础上,通过磁路计算,推导出挤压式MR减振器的阻尼力计算公式。测量了该纳米级铁磁流体在零磁场下粘度。以纳米级铁磁流体为例,分别计算出该减振器在设定条件下的阻力-位移、阻力-速度变化规律。并讨论位移、速度、加速度和励磁线圈电流对阻尼力的综合影响。为挤压式MR减振器的进一步研究提供了理论依据。     

汽车空调风门耐久试验装置设计

设计一种用于空调风门耐久试验的装置,该装置使用STM32F103RCT6微控制器作为系统控制核心,包含ACS712电流传感器采集电路及全桥驱动电路模块RZ7899。采集电路采集与风门执行电机相连的实时电流,输出电压确定风门的位置情况,反馈控制系统,由驱动电路模块实现风门任意位置的启停,避免耐久试验过程中因风门故障被卡住,电流突然增加而损坏电机的危险;采用电驱RZ7899,基于H桥控制原理,实现电机正反转的功能。