永磁体和线圈复合激励的混合流磁流变阀压降性能研究

磁流变阀工作时激励方式单一容易使零场下的压降偏低,而增加线圈数量又容易导致系统能耗大,基于此,提出并设计了一种采用永磁体和线圈复合激励的混合流磁流变阀,推导了复合激励下的混合流磁流变阀压降数学模型。在永磁体激励作用下,采用有限元仿真分析了在线圈通不同大小和方向电流时混合流磁流变阀的磁感应强度分布和压降变化。仿真结果表明:与采用线圈单作用的混合流磁流变阀相比,采用永磁体和线圈复合激励的混合流磁流变阀在通相同电流时能够获得更大的压降;输入正向电流为1.2 A时的压降提升了44.4%,且在只有永磁体激励作用时可产生4.78 MPa的压降,系统更节能。     

新型磁流变阀压力特性影响规律研究

针对传统磁流变阀流道间隙固定,可控性能差等问题,设计了一种新型流道间隙可调式磁流变阀。采用Ansoft Maxwell电磁场仿真软件对其进行了电磁场仿真,得到了磁感线分布规律以及磁感应强度随路径的变化规律。建立了阀口压降数学模型,并对其进行计算分析,得出了磁流变阀的流量、控制电流、阻尼间隙等参数与压降之间的定量关系。结果表明,当励磁电流为1.5 A、径向流道间隙为0.5 mm时,总压降可达最大值7095 kPa;磁流变阀总压降与电流和流量成正相关,与径向间隙成负相关。研究成果可以为磁流变阀的设计提供一定的理论参考。     

内置阀式磁流变阻尼器结构设计及阻尼性能研究

针对目前磁流变阻尼器结构受限时输出阻尼力过小的不足,设计了一种内置阀式磁流变阻尼器。该新型磁流变阻尼器采用内置式磁流变阀代替了目前常用的阻尼器活塞头结构;内置阀液流通道由圆环轴向流、圆盘径向流及小孔流构成。通过控制内置阀产生的压降来控制阻尼器的输出阻尼力。阐述了内置阀式磁流变阻尼器的工作原理,推导了阻尼器可控阻尼力数学模型。采用有限元法(FEM)对内置阀式磁流变阻尼器电磁场进行建模仿真,并通过ANSYS软件一阶优化方法对其结构尺寸进行多目标优化。仿真结果表明:优化后的内置阀式磁流变阻尼器在输入电流为1.0 A时,输出阻尼力由21.89 k N提高到38.94 k N,提高了77.9%。     

一种双线圈磁流变阀的设计与性能分析

阐述了磁流变液的流变特性,在此基础上设计了一种双线圈磁流变阀,分析了其工作原理,并通过数学建模,对其进行了仿真分析和性能研究。研究结果表明,磁流变阀中间工作间隙的磁通密度数值整体上大于端面工作间隙,磁流变阀的压降主要由磁流变液在磁场作用下产生的抗剪切屈服应力决定,双线圈磁流变阀阻尼性能明显优于单线圈磁流变阀。     

基于磁流变技术的压力阀先导控制装置的结构设计

该文将磁流变技术引入传统的先导式压力阀,分析了传统式压力阀的调压原理与弊端,提出了应用磁流变技术实现精确调压的方法.基于混合流动工作模式,设计了磁流变先导阀的结构,并对各个零部件进行分析,最后进行了阻尼力的分析.     

混合流动式磁流变阻尼器设计及阻尼性能分析

针对传统磁流变阻尼器磁场利用率不高的问题,文中设计了一种混合流动式磁流变阻尼器,该阻尼器液流通道由4段轴向流道和2段径向流道串联组成,通过设置隔磁零件引导磁力线蜿蜒通过全部流道,使该阻尼器在体积限制下能产生良好的阻尼性能。阐述了混合流动式磁流变阻尼器的结构和工作原理,并对其进行磁路分析;建立了输出阻尼力数学模型。此外,采用有限元法对阻尼器进行电磁场仿真,分析了施加不同电流时各液流通道处磁感应强度和切应力的分布规律。对磁流变阻尼器两个重要阻尼性能指标,即输出阻尼力和阻尼力可调范围进行了分析。结果表明,外加电流为2 A时,输出阻尼力可达59.4 kN,阻尼力可调范围由1增加到44.137 4。     

基于ANSYS的磁流变阀磁场分析

阐述了磁流变流体的磁流变特性及其Bingham模型,依据磁流变流体在磁场作用下的可逆、可控特性设计了磁流变阀。采用ANSYS有限元分析软件对设计的磁流变阀3种结构模型进行了磁场分析。研究磁流变阀的结构与磁流变流体的磁感应强度和磁流变阀性能的关系。分析结果表明:根据磁力线分布和磁感应强度大小合理设计磁流变阀结构,可使磁流变流体在相同外加电流条件下获得更高磁感应强度,提高磁流变阀的性能。     

本刊2021年第7期要目预告

正某矿用自卸车电池包支架强度试验研究与结构改进设计扰动机制下的遗传算法求解柔性作业车间调度工业用下肢支撑外骨骼设计与评估研究基于Deep Q Networks的机械臂推动和抓握协同控制基于黏弹性模型及主动观测器的橡胶搬运机器人控制方法基于改进蚁群算法的移动机器人最优路径规划交互式MBD模型工艺审查方法研究永磁体和线圈复合激励的混合流磁流变阀压降性能研究     

阻尼间隙可调式磁流变阀压降特性仿真分析及实验研究

针对目前磁流变阀结构中阻尼间隙固定不变导致阀口进、出口压力差调节方式单一的不足,提出了一种新型阻尼间隙可调式磁流变阀结构,可通过旋转阀芯改变与阀体之间的相对位置来改变阻尼间隙。采用ANSYS有限元电磁场仿真软件对所设计的阻尼间隙可调式磁流变阀进行电磁场仿真分析,加工出阻尼间隙可调式磁流变阀并进行了初步实验分析,相关仿真和实验结果有利于进一步拓宽磁流变阀的工业应用范围。     

基于Eyring本构模型的磁流变液阻尼器设计原理与试验研究

根据试验得出的Bingham塑性流体模型的模型参数, 建立了磁流变液切应力的误差函数,利用多参数优化理论和数据拟合方法对Eyring本构模型的参数进行辨识。建立了基于Eyring模型的环状混合准稳态流动方程,得出了磁流变液在环形通道中流动的速度分布函数。在给定活塞速度和环形通道的几何尺寸条件下,对混合工作模式的汽车磁流变液阻尼器产生的阻尼力进行理论预测研究。按照长安之星微型汽车前悬架的技术要求,设计和制作了微型汽车磁流变液阻尼器,并对此进行了试验测试,试验结果表明：应用所提出的理论分析方法预测磁流变液阻尼器的特性是可行的。     

Geometric optimization and performance analysis of radial MR valve using Taguchi orthogonal experiment method

Aiming at the problems of increasing external dimensions and deteriorating key performance indicators in the design process of magnetorheological (MR) valve by using structural optimization method, a geometric optimization design methodology for the optimal design of a MR valve structure under specific volume constraints is proposed in this article. The optimization methodology couples the finite element model (FEM) constructed in COMSOL software with the Taguchi orthogonal experiment and response surface technology to build an approximate response surface function for the identified independent variables. Suitable optimization algorithms are then utilized to determine the optimal geometry of the MR valve, thereby maximizing the valve performance. Firstly, a radial MR valve with a single excitation coil was presented, and its structure and working principle were also elaborated. A mathematical model of the pressure drop was derived on the basis of the Bingham-Papanastasiou non-Newtonian constitutive model of MR fluid and the magnetic circuit had been analyzed with the FE analysis methodology. Then, a second-order response surface model (RSM) had been fitted for the magnetic flux density in the radial flow channel and spool region of the radial MR valve based on the Taguchi orthogonal experimental design. The fitted model was a function of the four independent variables of the radial MR valve, and the accuracy of the developed response surface function over the entire design space had also been estimated. Meanwhile, predictions made by the RSM and FE models were evaluated by analysis of variance and it was exhibited that the RSM model’s results agree with FE result fairly. Subsequently, the geometric optimization problem had been formulated for the constructed RSM exploiting the genetic algorithm to find the global optimum geometrical parameters of the radial MR valve. Furthermore, the experimental test rig was setup to explore the pressure drop and the response time characteristics of the initial and optimal radial MR valve as well as the dynamic performance of the MR valve controlled cylinder system under different excitation conditions. The experimental results show that under the applied current of 2 A, the pressure drop and adjustable coefficient of the optimal radial MR valve observably increased with values of 3.15 MPa and 5.40, respectively, when compared to 2.11 MPa and 4.22 of their respective initial values. Also, at the applied current of 1.25 A, the damping force of the MR valve controlled cylinder system enlarged by 46 %, with its optimal value being 3.65 kN and initial value as 2.50 kN, which was an excellent verification of the correctness of the RSM and the effectiveness of the optimal design.

     

水压锥阀流场的CFD解析

对水压锥闽流场进行了CFD解析，解析结果以可视的速度场和压力场分布给出。针对锥阀过流特性的分析结果对闽芯结构进行改进，将阀芯锥面与柱面直接相接改为圆弧过渡，改进后的结构明显减小了压力损失和阀内最小负压值，同时降低了阀芯所受轴向液动力。     

动态压差控制阀流场及流量控制特性研究

针对变流量加热及冷却系统水力和热力失调的问题,设计一种动态压差控制阀.基于计算流体力学(CFD)方法,建立不同阀芯开度下动态压差控制阀三维流道模型.对比研究了不同阀芯开度下阀内流场分布以及流量变化,得出了动态压差控制阀在不同阀芯开度下阀内压降曲线的变化规律、阀芯节流口处速度曲线及湍动能曲线的分布规律,拟合了阀门出口流量...     

广义脉码调制控制阀流量压力特性的理论与试验研究

广义脉码调制(GPCM)控制阀是一种组合形式的阀,各基元通过液压集成块连接到一起。流体在液压集成块流道内的运动分布规律是研究液压阀流量控制的关键之一,它决定了GPCM控制阀流量控制的精确度。对GPCM控制阀内部的压力与流量之间的关系进行理论研究,并对它进行了流场的仿真研究,得到了阀节流口压力变化与基元流量之间的关系。研究结果有助于GPCM控制阀时使结构优化设计,使GPCM控制阀具有较好的流量控制精度。     

Flow-sensorless control valve: neural computing approach

Flow measurements using conventional flow meters for feedback on the flow-control loop cause pressure drop in the flow and in turn lead to the usage of more energy for pumping the fluid. This paper presents an alternative approach for determining the flow rate without flow meters. The restriction characteristics of the flow-control valve are captured by a neural network (NN) model. The relationship between the flow rate and the physical properties of the flow as well as flow-control valve, that is, pressure drop, pressure, temperature, and flow-control valve coefficient (valve position) is found. With these accessible properties, the NN model yields the flow rate of fluid across the flow-control valve, which acts as a flow meter. The viability of the methodology proposed is illustrated by real flow measurements of compressed air which is widely used in pneumatic systems.     

大口径高温高压Y形截止阀的设计

介绍了Y形截止阀的结构特点和阀门流道的结构设计,计算了介质通过截止阀时的流阻及压降,分析了流道形式和流通面积等对压降的影响,论证了流体在阀门流道中的速度变化形态以及阀门设计的合理性.     

高压差调节阀结构改进

论述了70MPa高压差调节阀的使用要求和结构特点。通过CFdesign软件对其介质流场进行分析,得到了介质流通过程中压降的分布情况,为其阀体的结构优化和避免空化、气蚀现象的产生提供了科学的理论依据。     

磁流变伺服阀的设计与动态特性研究

利用磁流变液体可控的特性,设计了一新型伺服阀--磁流变伺服阀,介绍了该阀的结构特点及工作原理,建立了由该阀构成系统的数学模型并进行了理论分析.分析表明,与传统液压控制系统相比,由磁流变伺服阀控制的系统更易获得反应速度快、稳定性高、精度高等动态特性,能满足一般小功率、低压系统控制系统的要求.     

某双阀芯电液比例多路阀主阀进口节流流场及阀口压降特性研究

以某系列双阀芯电液比例多路阀为研究对象,采用CFD流场仿真技术和PIV可视化测速技术对不同阀口开度和流量下的主阀沿进口流道、节流口、阀腔的流场进行了流体仿真和试验可视化研究。应用Fluent软件仿真研究了主阀进口节流流场分布并得出阀口压降特性;采用PIV试验研究的手段对流场分析结果加以验证,应用2D-PIV技术获得主阀腔内部一个截面上的流场分布,并通过相似理论计算得出阀口压降特性。CFD流场仿真和PIV试验结果表明：该双阀芯电液比例多路阀主阀出油环形腔内会形成较大旋涡,且阀口开度和流量对主阀进口节流内部流场结构和阀口压降特性有重要的影响。研究结果对定性分析双阀芯电液比例多路阀主阀内能量损失和噪声、主阀的结构和流道的设计以及优化具有重要实际意义,为CFD技术和PIV技术在双阀芯多路阀领域的应用研究提供了参考。