磁流变脂阻尼器性能的试验分析

为了克服磁流变液阻尼器中的流体颗粒沉降这一缺陷,设计了以无沉降的磁流变脂为工作介质的挤压式磁流变脂阻尼器,采用在同一振幅、不同频率激励务件下,对主控线圈输入电流与阻尼器输出阻尼力之间的宏观特性关系方面进行了试验及示功图分析.分析指出了磁流变脂阻尼器最大有效励磁电流和最大有效激振频率,以及示功图的变化规律,为今后更好的完善磁流变脂阻尼器和应用于汽车工程提供了重要参考依据.     

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。     

船用隔离器的低频振动试验

针对船舶机械低频减振的特点,探讨了船用隔离器低频减振效果.利用磁流变阻尼器具有响应速度快、阻尼可控、功耗小、阻尼力大、动态范围广及适应面大等特点,通过将钢丝绳弹簧与磁流变阻尼器并联组合构成的新型船用隔离器.对船用隔离器的低频振动性能开展了试验研究,振动试验的激振力频率为1～15 Hz,力幅为24 kN.试验结果表明,该船用隔离器有较好的减振效果,低频段的减振效果优于传统减振元件,磁流变阻尼器的使用能够明显削弱振动的共振峰值.     

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.     

一种磁流变阻尼器控制系统的试验方法

在分析磁流变阻尼器阻尼力计算模型的基础上,对电控特性方程进行了分析讨论,通过研究控制系统的激励源、数据采集系统、电流控制器等主要模块,设计了一种基于MTS810材料试验机的磁流变阻尼器控制系统的试验方法,试验结果符合理论计算模型。该方法对于磁流变阻尼器的半主动控制、力学性能测试及结构改进研究十分有效。     

轴向绕组磁流变液阻尼器阻尼与动力性能

为了分析轴向绕组磁流变阻尼器的阻尼力及其动力性能,将阻尼器的阻尼系数视为定值,对阻尼器动力性能进行仿真分析,得到库仑阻尼力与电流强度关系。将实际的阻尼系数等效线性化,通过对阻尼器阻尼振动试验测试得到实际阻尼系数与电流强度变化关系。对阻尼器库仑阻尼力进行试验分析,试验测试结果与仿真值基本相符,验证了仿真分析的正确性。分析表明阻尼器的阻尼力几乎都由库仑阻尼力提供,有利于使用电流控制阻尼器的阻尼力。     

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。     

磁流变阻尼器输出阻尼力灵敏度分析

针对液压管路系统振动控制问题,对磁流变液阻尼器的液压管路半主动振动控制进行了研究。对磁流变液阻尼器结构进行了分析,通过机理建模的方法建立了磁流变液输出阻尼力的数学模型,针对磁流变液阻尼器控制电流、活塞运动速度等10个与磁流变阻尼器结构和特性相关的设计参数,建立了其一阶和二阶输出灵敏度方程,得出了系统一阶和二阶输出灵敏度函数表达式;基于Matlab软件求解了其相应的一阶和二阶输出灵敏度函数,结合两项灵敏度指标分析了各参数变化对系统输出阻尼力的影响程度。研究结果表明:当参数变化10%时,励磁线圈匝数、铁芯横截面积以及外筒与活塞缸之间间隙这3个设计参数所引起的输出阻尼力变化百分比最大。     

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。     

小位移挤压式磁流变阻尼器的实验研究

设计了小位移、大阻尼力特性的挤压式磁流变阻尼器,并进行了相应的实验研究,包括示功特性和阻尼特性,以及所选用的重庆仪表材料研究所磁流变液MRF-01K的饱和磁场强度.实验结果表明,随着电流的增加,减振器示功图曲线包围面积逐渐增大,耗能增加,减振效果增强,其与激振器的激振频率关系不大;由阻尼特性曲线可知,阻尼器的输出力既与阻尼器电流有关,又与激振器频率有关,频率越大,电流越大,输出的力越大.     

高耗能自解耦式MR阻尼器的设计及性能试验

为设计制作基于土木建筑结构振动控制的高耗能自解耦式磁流变(magneto-rheologcal,简称MR)阻尼器,通过对阻尼器设计的关键技术、阻尼器的性能试验及力学模型的参数识别进行研究,得知在副活塞中设置解耦装置可使阻尼器在不同的振幅下具有不同的刚度和阻尼特性,在主活塞中将永久磁场和电流磁场结合起来实现阻尼器的逆向控制的设计思路是可行的,铜制隔磁环的设置保证了磁力线沿理论设计的路径穿行,又使线圈避免与磁流变液的长期接触腐蚀,从而提高其耐久性。通过对阻尼器采用基于反正切函数的MR阻尼器模型进行参数识别,得到了与试验结果吻合的MR阻尼器的力学模型。     

汽车磁流变减振器设计准则探讨

提出了微型汽车磁流变减振器的设计准则,建立了磁流变减振器的理论分析模型来预估减振器阻尼力的大小。测试结果表明,减振器的阻尼力由粘性阻尼力和磁场阻尼力组成,随着磁场强度的增加,减振器的阻尼力也增大,基本上符合理论预估值,说明所建立的理论分析模型是可行的。     

A study on the efficiency improvement of a passive oil damper using an MR accumulator

This study describes the development, modeling, and testing of a hybrid damper for semi-active suspension. The goal of this study is to improve the performance of conventional passive oil dampers using a magneto-rheological (MR) accumulator that consists of a gas accumulator and an MR device. The level of damping is continuously variable by means of control of the applied current in an MR device that is fitted to a floating piston that separates the gas and oil chamber. A small MR device is used to resist the movement of the floating piston. At first, a mathematical model that describes all flows within the damper is formulated and developed in Matlab/Simulink. The MR device is also devised. A mathematical model is adopted to characterize the performance of the device. The formulas derived for the different components of the damper force are combined into a full damper model. Then, the applicability of the MR device to a conventional passive oil damper is tested in a manufactured test environment and evaluated in terms of the damping force vs. the piston velocity. From the results, it is possible to ascertain the MF device’s capability to work as a damper that can supply a variable damping force. Moreover, this research affords a lot of new information about the applicability of MR devices and improvement of the damping force.     

船舶设备半主动单层隔振系统传递特性分析

为了提高船舶动力设备单层隔振系统的隔振性能,研究半主动磁流变(magnetorheological,简称MR)阻尼器和基础质量对系统传递特性的影响规律,采用通过试验验证的改进的Bingham模型描述MR阻尼器的力学特性,建立考虑基础质量影响的二自由度无约束隔振系统的动力学模型。通过平均法得到了隔振系统主共振时的解析解,并通过数值方法验证了理论解的正确性。以力传递率为评价指标,研究了半主动隔振系统主要参数对系统主共振的影响。结果表明:基础质量增加可降低系统的固有频率及隔振区域的减振效果;MR阻尼器控制力和零力速度的增加可提升隔振性能;MR阻尼器的阻尼增加可提高共振区域的隔振效果,但降低了隔振区域的隔振效果。     

力隔振试验系统的结构设计和性能分析

力隔振试验系统是力隔振研究中最基本和必需的装备,从机理和传感器设置等方面都有别于现有的振动台.针对半主动力隔振研究的要求,研制了适用于单、双层力隔振控制的试验台和测量系统.设计并建立基于同步振动原理的机械机构和传感器体系;推导双电动机同步振动激励力的数学表达式;确定力传递率的测量理论和方法,并构建基于PC的传递率测量的软、硬件系统;分别测量单、双层力隔振试验台的无阻尼传递率,以及应用Lord公司RD-1005-3磁流变阻尼器后的小阻尼力和大阻尼力条件下的力传递率.试验结果表明,力隔振试验台的无阻尼传递率与理论传递率相吻合,而由于磁流变阻尼器的强非线性,小阻尼力和大阻尼力传递率和理论值相比具有明显的特异性.     

磁流变减振器原理

这里分析了一种磁流变减振器的原理,用粘度模型描述了磁流变液随外加磁场变化的流变特性,得到的阻尼力方程为这种减振器的设计提供了理论基础。研究结果表明:随着外加磁场的增加,磁流变液的表观粘度增加,减振器产生的阻尼力增大。     

磁流变阻尼器等效线性阻尼系数计算

基于修正的Bouc_Wen模型分析了磁流变阻尼器的性能,并计算了其等效线性阻尼系数;基于修正的Bouc_Wen模型的仿真数据,通过曲线拟合回归分析方法建立了磁流变阻尼器等效线性阻尼系数与控制电压以及磁流变阻尼器运动振幅之间的关系模型,并验证了模型精度。研究结果显示,等效线性阻尼系数模型具有较高的精度,相对误差低于1%;对于应用强非线性磁流变阻尼器的振动系统,在给定频率下,利用等效线性阻尼系数模型可以有效提高系统振动及稳定性分析的计算效率。该研究为磁流变阻尼器的控制应用提供了理论依据。     

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。     

孔隙式粘滞阻尼器的滞回曲线偏转特性研究

以双出杆式孔隙式粘滞阻尼器为例，在考虑介质压缩性的基础上，建立阻尼器的阻尼力计算模型。采用MATLAB-Simulink模型模拟了阻尼器在正弦位移激励信号下的运动情况，详细分析了阻尼器运行时的阻尼特性，仿真结果表明阻尼介质的体积弹性模量是影响负载-位移滞回曲线偏转的关键因素。使用阻尼器样机在不同工况下进行试验，试验结果与理论计算结果吻合良好，表明建立的阻尼力理论计算模型可以很好的预测阻尼器的力学性能，介质的可压缩性是影响滞回曲线偏转的关键因素。