功能集成型磁流变阻尼器结构设计研究进展（英文）

磁流变阻尼器(MRD)是一种广泛应用于汽车悬架、桥梁建筑等领域的智能减振器件。为使MRD在半主动系统中控制效果更好,同时避免传统MRD工作过程中振动机械能以热能方式耗散,MRD功能集成就显得尤为重要。阐述了传统MRD工作原理及其在车辆悬架中的应用,并结合功能集成思想,详细分析了自感应型、振动能量采集型以及自感应自供电型等功能集成型MRD的结构、工作原理及国内外研究现状;同时介绍了课题组研制的系列功能集成型MRD。相关分析结果可为功能集成型MRD结构设计及工程应用提供一定的理论参考。     

磁流变阻尼器结构设计及功能集成研究现状分析

磁流变阻尼器是一种采用磁流变液为工作介质的智能型阻尼器,目前已在建筑、桥梁、车辆、机车等行业的减振抗震中得到广泛应用。阐述了磁流变阻尼器的工作原理;对阻尼器中激励线圈、液流通道及作动方式等不同结构进行了详细的结构分析,同时对集成位移检测、能量存储的自感应、自发电型磁流变阻尼器的功能集成进行了深入探讨。介绍了课题组设计的差动自感式磁流变阻尼器。相关分析和结论可为磁流变阻尼器的结构设计和功能集成提供参考。     

旋动型磁流变阻尼器结构设计研究现状分析

作为一种可有效产生阻尼力、耗散运动能量的半主动器件,旋动型磁流变阻尼器(MRD)由于其设计紧凑、重量轻、制造维修方便、磁流变液用量少以及耐用等特点,在工作空间有限场合比直动型磁流变阻尼器更有利于发挥作用。介绍了旋动型磁流变阻尼器的工作原理,并对连续角和有限角两种典型的旋动型MRD的结构设计及工作原理进行了详细分析说明,同时介绍了课题组最新设计的采用新型轮系的鼓式旋动型MRD,为进一步拓宽旋动型MRD的应用场合指明了方向。     

旋动型磁流变阻尼器结构设计研究现状分析（英文）

作为一种可有效产生阻尼力、耗散运动能量的半主动器件,旋动型磁流变阻尼器(MRD)由于其设计紧凑、重量轻、制造维修方便、磁流变液用量少以及耐用等特点,在工作空间有限场合比直动型磁流变阻尼器更有利于发挥作用。介绍了旋动型磁流变阻尼器的工作原理,并对连续角和有限角两种典型的旋动型MRD的结构设计及工作原理进行了详细分析说明,同时介绍了课题组最新设计的采用新型轮系的鼓式旋动型MRD,为进一步拓宽旋动型MRD的应用场合指明了方向。     

油气悬架系统振动衰减特性分析

为研究油气悬架系统振动衰减规律,得出振动衰减特性,根据油气悬架系统结构特征,在考虑等温平衡过程和快速加载过程的基础上,建立油气悬架系统弹性力数学公式和阻尼力数学公式,利用能量守恒原理推导出油气悬架系统振动数学模型。通过数值计算仿真及试验研究,得出油气悬架系统自身振动衰减规律及有关结构参数对衰减规律的影响情况。结果表明:仿真结果与试验结果基本一致,油气悬架系统对振动的衰减幅度呈现出周期性递减趋势,大部分振动能量在激励后的前两个振动周期被消耗掉;悬架结构参数的改变不仅影响振幅衰减程度,而且影响振动衰减周期。     

一种可进行阻尼试验的双横梁汽车悬架振动试验系统的研制

基于现阶段汽车悬架领域、阻尼领域试验器械功能不完备的现状,设计了一种可进行阻尼试验的双横梁汽车悬架振动试验系统,并介绍了其整体结构,建立了1/4汽车悬架的模型,分析了半主动悬架研发及性能测试、典型阻尼器动力学性能标定的原理。该试验系统具有体积小、控制精度高、功能丰富并成本低廉的特点,能够简化主动、半主动悬架研发的过程,缩短研发周期,满足大部分汽车悬架试验、阻尼试验的试验需求。     

基于AMESim的传统悬架与油气悬架性能对比分析研究

基于AMESim软件建立了1/4车辆传统悬架与油气悬架模型,并基于积分白噪声法建立C级路面不平度模型,通过仿真实验对比分析传统悬架与油气悬架簧上质量与簧下质量垂向振动位移、速度、加速度及加速度均方根值等性能。结果表明:油气悬架较"弹簧+阻尼减振器"结构的传统悬架具有更好的减振效果,能够进一步改善车辆行驶平顺性,为油气悬架车辆行驶平顺性性能改善及设计提供理论指导。     

同侧两轴连通式油气悬架系统研究

为改善车辆的振动性能,提出车身同侧的两轴连通式油气悬架。介绍了同侧两轴连通式油气悬架的结构和工作原理,并在此基础上建立了其数学模型;对悬架系统的刚性特性和阻尼特性进行了研究,分析了系统的连通特性,并研究了系统参数对悬架性能的影响;分析了悬架系统对激励的响应机制。研究结果表明:相对于独立式悬架系统,同侧两轴连通式悬架系统具有振动更平稳,恢复平衡状态更快,更有利于快速通过复杂路面等优点;同侧两轴连通式悬架的阻尼力不具有连通性,且其大小是由多因素共同决定的;外界激励的频率主要影响悬架的阻尼力,相位差主要影响悬架的刚性力。     

车辆EHA主动悬架PID控制的试验研究

分析了基于EHA (Electro-Hydrostatic Actuator)的新型主动悬架的结构、组成与原理.设计了该电动静液压主动悬架的PID控制器,并在C级路面和正弦路面输入下进行了仿真研究.同时,对主动悬架进行了PID控制试验研究.仿真计算和试验结果表明:PID控制EHA主动悬架有效降低了汽车的车身振动.     

基于下肢假肢的阶梯式变间隙磁流变阻尼器设计

针对下肢假肢步态变化时所需阻尼力大小不同的问题,提出一种基于下肢假肢的新型阶梯式变间隙磁流变阻尼器（MRD）。基于Bingham力学模型设计MRD的两级阻尼间隙宽度及主要结构尺寸,通过ANSYS Maxwell分析其内部磁场分布,采用Simulink仿真输出阻尼力。结果表明：阶梯式变间隙MRD步行时的工作间隙为1.6 mm,最大阻尼力为902.7 N;跑步等其他复杂步态时的工作间隙为0.6 mm,最大阻尼力为2 033.7 N,满足不同步态的阻尼力要求,且该MRD的最大工作电流为0.4 A,极大降低了阻尼器功耗。所提出的阶梯式变间隙MRD具有阻尼力分级输出、可调范围大、能耗低的优点,可代替阻尼间隙固定的传统MRD应用于假肢系统。     

基于磁流变阻尼器的滚珠丝杠进给系统主动抑振研究

针对滚珠丝杠进给系统轴向振动影响工件的加工质量和精度保持性的问题,将磁流变阻尼器应用于机床滚珠丝杠进给系统轴向抑振。设计磁流变阻尼器,进行磁流变阻尼器阻尼特性试验,采用最小二乘法和BP神经网络对阻尼力进行了辨识。建立带有磁流变阻尼器的机床滚珠丝杠进给系统单自由度振动模型,基于Runge-Kutta法计算了系统的动态响应。通过数值计算发现：阻尼器输入电流由零逐渐增大时,系统能够快速趋向于稳定;由幅频曲线可以看出,磁流变阻尼器抑制滚珠丝杠进给系统的振动是可行的。最后试验验证了磁流变阻尼器能够很好地抑制滚珠丝杠进给系统的振动。     

多环槽式磁流变阻尼器阻尼力计算及实验结果分析

根据节流和剪切混合模型及工作原理设计加工了双出杆多环槽式磁流变阻尼器,结合实验建立了计算磁流变阻尼器的阻尼力的数学模型,并拟合出以电流为参数的速度与阻尼力的实验公式,该公式具有参数少、拟合精度高的特点.     

基于磁流变阻尼器的前起落架摆振半主动最优控制

采用线性二次型(LQR)最优控制策略对由磁流变(MR)阻尼器构成的前起落架减摆器进行半主动控制,考虑其对机轮摆动角度、摆动角速度和侧向位移的影响。采用Spencer模型来表征磁流变阻尼器的动力学特性;建立了前起落架摆振的数学模型。分析了减摆器在不同摆角和摆动角速度时的稳定范围。对前起落架系统的振动响应和控制性能进行比较分析。仿真结果表明:在飞机滑跑速度范围内,半主动线性二次型最优控制作用于磁流变阻尼器中能有效地抑制前起落架摆振。     

磁控形状记忆合金在液压领域的应用和展望

介绍了磁控形状记忆合金(MSMA)的变形原理及数学模型。针对提升液压元件的响应速度和液压系统工作性能,综述了MSMA在液压流体控制、液压控制阀、微型液压泵等液压领域的应用。提出MSMA在液压元件间隙密封、吸振缓冲、自传感效应方面应用的设想,以期更大程度地提高液压系统的响应性能和工作效率。     

Targeted suppression of vibration in deep hole drilling using magneto-rheological fluid damper

Under the concept of precision or targeted vibration suppression, a novel approach is developed to reduce the vibration of drilling tool system in deep-hole drilling process. The concept is to suppress the dominant vibration upon its emergence by variable damping or to force the harmful vibration morph into less harmful by different damper position. A magneto-rheological (MR) fluid damper is designed with adjustable damping capability to counteract emerging vibration. A series of experimental investigations are carried out on the BTA deep hole drilling process. The experimental results show that the adjustable MR damping brings down the vibration in all applications with different suppression effect. A relative optimal suppression can always be found. The suppressed vibration experiences a frequency shift which sheds light on the possible avoidance of matching of unwelcome frequency. Different damper locations have different but consistent suppression results which foresee a possibility of forcing the mode of vibration into less harmful one. A potential precision or targeted suppression of vibration upon its emergence is thus possible.     

Vibration suppression device using permanent-electromagnet and MRF shear damper

A vibration isolation and vibration suppression device is presented. The device consists of an electromagnetic actuator and a magneto rheological fluid (MRF) rotary shear damper. In the device, the MRF damper supports a vibrating body. Since the body is connected to the base with large rigidity using the MR damper, vibrations are small when an exciting force acts on the body directly. When base vibrations occur, the electromagnetic actuator under the disturbance force cancellation control isolates vibrations, where the shear force of the damper is controlled to be small. This device can control both vibrations due to exciting force acting on the body and base vibrations without using a heavy vibration table. To validate the system, experimental tests have been performed, and it is clarified that this device works well. Especially, the transmissibility in low frequency region can be suppressed within one.     

磁流变阻尼器结构优化设计研究现状

磁流变阻尼器是一种利用磁流变效应工作的新型智能减振器件,目前已广泛应用于汽车、桥梁、建筑等领域。阐述磁流变阻尼器的工作原理,指出磁流变阻尼器结构设计的关键步骤,介绍不同结构的阻尼器,同时对基于比较分析、ANSYS参数化编程及田口实验设计等不同的结构优化方法进行探讨。最后介绍了课题组基于实验设计及响应面法的磁流变阻尼器优化设计方法。     

油气悬架非线性阻尼模型的统计线性化分析

车辆油气悬架具有刚度非线性、阻尼非线性和摩擦非线性等特性。本文利用随机振动理论对油气悬架的非线性阻尼模型进行了统计线性分析，得到了统计意义下的油气悬架的阻尼线性化模型。