电/磁流变技术在机械工程中的应用(上)

电／磁流变液（ERF／MRF）是在电／磁场作用下，其流变学性能可迅速响应，且易于控制的新型智能材料。基于电／磁流变技术的装置包括阻尼器、制动器、离合器、抛光装置和液压阀等，都有很大的潜在发展前景，有些已在汽车、健身设备和抛光机械等工程领域取得商品化应用。在分析电／磁流变液装置工作模式的基础上，对近十年来电／磁流变液装置以及这些装置在机械工程领域的应用进行了分类和全面综述，对其存在的问题及应用前景进行了展望。     

半主动悬架系统设计及控制

在对可调阻尼减振器试验基础上,建立了半主动悬架非线性模型,并与线性模型进行了对比分析,采用间接学习的神经网络反馈控制方法,根据半主动悬架性能评价函数的要求直接调整神经网络的权值,收敛快。仿真试验表明,由该模型构建的半主动悬架控制规则易于实现,控制效果更为显著。     

新型摩擦阻尼器在重型机械振动控制中的应用

探讨了一种新型耗能摩擦阻尼器的耗能原理及其在重型机械振动控制中的应用.研究表明,该阻尼器除具有传统阻尼器的优点外,还克服了传统摩擦阻尼器只能提供恒定的摩擦力的缺点.同时,该阻尼器可以利用振源信号进行反馈控制,因此增大了耗能能力,提高了减振效果.有限元仿真分析证明,该新型摩擦阻尼器应用在重型机械上具有较好的减振效果.     

钢管排锯机用新型锯片减震装置

介绍了一种用于钢管排锯机的新型锯片减震装置——可移动气膜减震装置。对该装置的结构、工作原理及工作过程进行了详细描述。目前,该装置已成功应用于多套钢管排锯机、单根钢管圆盘锯机及单根棒坯圆盘锯机上,减震效果十分明显。     

磁流变阻尼器的分数阶Bingham模型研究

为解决磁流变阻尼器的Bingham模型在拟合阻尼力-位移关系时"具有较高精度,但是无法准确描述阻尼力-速度的滞后"的问题,基于传统Bingham模型进行了改进,应用分数阶微分形式的Bingham模型,更加准确地拟合了速度-阻尼力的滞回特性。在改进的模型中以分数阶导数代替了传统模型中位移的一阶导数,既能够描述磁流变液屈服后的粘性剪切流动,又包含磁流变液体在低剪切速率下未屈服时的弹性变形。对一种磁流变阻尼器进行了实验,比较传统Bingham模型和改进分数阶模型阻尼力-位移和阻尼力-速度拟合的精度,分析分数阶微分项阶数与控制电流及阻尼力-速度滞后特性的关系。实验结果表明,分数阶微分形式的Bingham模型拟合磁流变阻尼器力-位移和力-速度关系,其精度均较传统Bingham模型有明显提高。     

基于压阻原理的磁流变减振器阻尼力传感器设计

为实现磁流变减振器运行中的健康状态监测并满足轿车磁流变减振器控制器阻尼力的需要,设计了一种可同时测量磁流变减振器压缩和复原行程中动态阻尼力的压阻式力传感器。根据汽车磁流变减振器的工作特性和压阻式压力传感器的设计原则,对阻尼力传感器进行了整体结构设计;采用理论计算与有限元仿真相结合的方法,以达到设计量程、获得较大灵敏度和固有频率为设计目标,确定了传感器芯片尺寸;通过分析论证,确定了传感器芯片型式、制作材料;研究了压阻系数与晶向的关系,确定了电阻排布方向和位置、电阻条尺寸、电阻条折弯数,完成了芯片的版图设计。     

磁流变阻尼器非线性动力学行为的实验研究

磁流变阻尼器具有阻尼力大范围高度可控且耗能功率小的优点,在结构的半主动控制中有广泛的应用。磁流变流体及其元器件的动力学行为因其磁流变现象而存在滞回效应,对这种滞回效应的研究是其相关应用的基础。对磁流变阻尼器在多种激励电流与加载频率下的滞回动力学行为进行了实验研究,并进行了数学建模与参数识别。结果表明:磁流变阻尼器的阻尼力大小由激励电流控制,其非线性滞回特性具有频率依赖性;实验数据与模型仿真值的比较显示,模型可以准确模拟磁流变阻尼器滞回阻尼特性。     

抗蛇行减振器功率特性研究

为了研究活塞运行速度、温度、低(常)温持续动作减振器温升对抗蛇行减振器的功率及动态特性的影响,对国内现役抗蛇行减振器进行试验分析。试验结果表明:低温时(低于-10℃),抗蛇行减振器功率随温度的变化较大,高温时,抗蛇行减振器功率随温度的变化不大;减振器活塞低速运行时,温度变化对动态阻尼影响较大;减振器活塞高速运行时,温度变化对相位角影响较大;减振器持续温升对低温时的减振器性能影响较大,温升对常温时的减振器性能影响不显著。     

用于水工排架结构的铅剪切阻尼器试验研究

针对水工建筑物中常见的排架结构体系在地震作用下易产生动力放大现象,为了合理有效的耗散地震能量,最终确保结构体系的安全,研制了一种铅剪切阻尼器。通过低周往复加载试验,逐个分析阻尼材料铅的有效剪切面积、受剪区厚度、剪切截面形式、加载位移幅值、加载频率、加载次数等因素对阻尼器耗能性能的影响情况。试验结果表明:该阻尼器滞回曲线比较饱满,呈平行四边形向侧延伸,具有小位移、大刚度的力学特征。并根据其恢复力曲线,确定了该阻尼器的双线性力学模型,为阻尼器在结构体系中的减震应用打下基础。更多还原     

日照温差下明钢管变位特性分析

为了探究日照温差下明钢管变位特性,基于某水电站典型管段明钢管,运用ANSYS软件,建立三维有限元模型,研究了检修时在日照两侧温差下明钢管的偏移及受力,进一步分析了在此偏移不能恢复时充水运行后的管段位移、受力情况。结果表明:在不均匀温差引起的管段变形的基础上充水运行,管段更显著地向低温侧偏移,管段弯曲加剧,运行水头越高则管段受不均匀温差影响越大;限位挡板缝隙越大,则支座、限位挡板受力越小,但是限位挡板对管段的约束作用越弱;管段变位以及支座、限位挡板受力较大的部位均出现在靠近伸缩节的支墩处,可以考虑在此处缩小支墩间距以加强管段约束、缓解结构受力;为防止不均匀温差下管段从支座上脱落,有必要适当增大限位挡板尺寸。