基于挤压模式的磁流变车刀减振仪磁路优化设计

为抑制外圆车削振动,设计了基于挤压模式的磁流变液车刀减振仪。在其结构和零件材料已确定的基础上,通过电磁学理论,利用Ansoft Maxwell对不同结构参数组下减振装置内的磁感应强度进行了三维磁场仿真分析,总结了不同参数组对磁感应强度的影响规律,获得了理论上的最大磁感应强度,并据此确定了外圆车刀减振仪的结构。     

磁流变减振车刀的迟滞非线性特性建模及试验研究

切削颤振是制约机械产品高效、高精度加工的主要问题之一。为此,研制基于智能材料——磁流变液的减振车刀,以利用智能材料良好的机电耦合特性对切削颤振进行有效地抑制。研究表明,磁流变减振装置具有迟滞非线性特性,建立准确的减振车刀力学模型对有效实施切削颤振控制至关重要。搭建了稳态激振试验平台,通过稳态激振试验,探究不同励磁电流、激振频率下磁流变减振车刀的力——位移迟滞曲线变化规律,运用非线性迟滞理论,结合数据分解与参数识别得到不同外界激励下非线性弹性力、阻尼参数、迟滞环节的刚度及迟滞力。对磁流变减振车刀非线性迟滞模型进行了参数辨识,为后期利用该减振车刀进行颤振控制奠定了基础。     

车床刀架磁流变减振装置设计及三维磁路分析

切削颤振是降低细长轴类零件加工质量的主要原因,为此本文研制了用于车床刀架的磁流变减振装置。在结构设计的基础上,本文对减振装置的磁路进行了理论分析,并利用有限元方法对减振装置进行了三维磁路仿真,研究了不同结构参数对减振装置中磁感应强度的影响规律,获得了符合设计要求的磁流变减振装置。本文研究可为同类磁流变减振装置的优化设计提供依据。     

磁流变减振车刀模态仿真与实验研究

针对车削加工过程中出现的刀具与工件之间的颤振,设计并研制了一种基于磁流变液挤压工作模式的减振车刀。为研究不同励磁电流下减振车刀的动态特性变化,通过类固体定义的方式在软件中定义磁流变液的参数,利用有限元仿真软件ANSYS Workbench对减振车刀进行了模态仿真分析;通过设计的瞬态激振实验方案对减振车刀进行了模态测试实验。仿真与实验得出减振车刀的前4阶模态值。结果表明,随着励磁电流的增大,各阶模态值均增大,对应的刚度值也增大。     

新型磁流变液多间隙双质量飞轮研究

针对目前磁流变液双质量飞轮装置中普遍存在的刚度突变和可传递阻尼力矩较小的问题,提出了一种具有多工作间隙及可获得良好多级非线性扭转刚度的新型多间隙磁流变液双质量飞轮。通过对其磁感应强度及阻尼力矩进行理论分析,并对其结构设计进行优化,得到优化后结构的磁感应强度分布并实现了阻尼力矩的最大化,进而将磁感应强度和阻尼力矩的计算值与仿真值分别进行对比,最后对其固有特性及受迫振动进行分析。结果表明：新型多间隙磁流变液双质量飞轮有利于改善车辆动力传动系减振效果,不同工况下提供相匹配的输入电流可使减振效果达到最佳,可传递的阻尼力矩远大于普通磁流变液双质量飞轮。研究成果可为新型多间隙磁流变液双质量飞轮的设计提供理论参考。     

挤压型磁流变弹性体减振单元结构设计及优化

针对当前减振结构刚度阻尼不可调的问题,探索了一种适用于大载荷飞机、汽车的挤压型磁流变弹性体减振单元。通过对磁流变弹性体进行模态分析,确定添加缓冲气囊结构避免硬冲击;进一步对减振单元各部分材料进行选型,并通过理论计算确定线圈的电流和匝数。对减振单元整体结构进行磁路分析和仿真优化,结果表明,磁路清晰,结构设计合理;针对铁芯边缘尖角处磁场集中现象,分析并选取最优圆角为7 mm。最后通过分析电流值、气隙大小与磁流变弹性体磁感应强度之间关系,选取最优空气间隙为1 mm。     

磁流变动力减振装置作用下的车削系统动态性能研究

为了降低车削颤振导致的危害,针对CA6140的实际特点,设计并安装了基于磁流变效应和动力减振原理的减振装置,建立了切削系统的动力学模型,推导出车削主振系统和减振装置的幅频响应函数。利用Matlab对磁流变动力减振装置作用下的车削系统进行数值仿真,得出磁流变效应引起的减振装置的刚度、阻尼对减振效果的影响规律。对减振装置的调频特性进行了研究,分析出减振装置的质量、磁流变效应引起的刚度和阻尼对车削系统共振频率差的影响规律,从而有效地避开共振,指导实际加工。     

磁流变弹性体在汽车座椅减振中的应用

外部环境是造成道路事故的一个主要因素。采用了一种新型智能材料,磁流变弹性体（MRE）作为汽车座椅减振的核心材料,并相应建立了实验装置,通过计算获得了该系统模型在不同磁场下的等效阻尼和等效刚度,运用Simulink软件对汽车座椅减振系统进行了仿真分析。研究结果表明,磁流变弹性体低频阶段具有较好的移频和减幅特性;磁流变弹性体中的金属磁性颗粒在磁场作用下的耦合力成非线性关系,造成磁流变弹性体减振效果在不同励磁电流下呈现非线性;减振效果与外激励的形式有关。     

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。     

颗粒阻尼及磁流变复合减振镗刀的磁路优化

设计了颗粒阻尼及磁流变复合减振镗刀的磁抑振单元的磁路,并利用仿真软件ANSYS建立了磁路仿真模型。以正交试验为基础,通过仿真研究了磁路特性、磁场分布规律以及不同参数下阻尼通道的磁感应强度。研究表明,轴肩宽度、支撑套厚度和间隙宽度是影响磁通道磁感应强度的主要因素,可以通过合理选择磁路结构参数使减振性能达到最佳状态。