磁流体阻尼减振器特性的试验研究

磁流体作为一种机能性流体具有屈服应力高,不需要高电压且使用温度范围广,对流体中的水及杂物不敏感等特点。用这种流体制成的减振器具有阻尼力快速可调的优点。本文在比较了磁流体与电流体特点的基础上,试验研究了试制的磁流体减振器的阻尼力特性。结果表明这种磁流体减振器的反应迅速,能适用于振动系统的实时控制。     

温度效应下磁流变阻尼器动力学仿真建模与试验

为了精确预测磁流变阻尼器在温度效应下的动力学性能规律,提出一种参数化的仿真建模方法。采用磁流变液试验实测数据拟合方法,建立粘温特性相关非线性物理参数方程;基于Bingham力学模型及对温度效应的影响分析,运用ANSYS软件编译UDF程序、设置模型参数进行参数化仿真建模,以Fluent模块求解粘滞阻尼力,以Emag模块求解库伦阻尼力。搭建温度效应下磁流变阻尼器力学试验平台,并通过试验对仿真模型进行修正、对比与验证,讨论不同温度对阻尼力、能量耗散的变化规律。结果表明,温度效应主要影响粘滞阻尼力,仿真结果与试验实测值高度吻合;不同温度和电流下阻尼器的能量耗散与温度成反比,与库伦阻尼力成正比。仿真建模方法可预测分析输出阻尼力特征,以对磁流变阻尼器进行结构设计和参数优化。     

线圈外置式磁流变阻尼器及其磁场有限元分析

提出了一种线圈绕于工作缸外的新型磁流变阻尼器。运用ANSYS电磁场有限元分析模块对其进行了静态电磁场分析,通过求得的磁力线分布与磁感应强度分布验证了新型磁流变阻尼器结构的合理性。根据牛顿流体模型和B ingham塑性流体模型,应用MATLAB软件计算出了新型磁流变阻尼器阻尼力随活塞速度、控制电流变化的关系曲线。     

磁流变阻尼器设计与性能试验

以提高输出阻尼力和减少响应时间为目标,对磁流变阻尼器进行励磁线圈缠绕方法和磁场融合匹配分析,提出了基于反向串联线圈缠绕和活塞-永磁复合体的结构优化方法,并设计了一种磁流变阻尼器件.在DS-100型动静试验平台上进行不同激振频率、激振振幅和控制电流下的综合性能测试.研究表明,优化后磁流变阻尼器的输出阻尼力可提高65％,响应时间最大可减少50％.研究结果为进一步改进磁流变阻尼器性能提供了参考依据.     

位移差动自感式磁流变阻尼器设计与试验

针对磁流变车辆半主动悬架减振系统中使用磁流变阻尼器与传感器分离布置易造成安装空间大、系统可靠性低、维护成本高以及传感器信号易受外部环境干扰等不足,设计了一种位移差动自感式磁流变阻尼器。该阻尼器活塞头凹槽内缠绕2层铜线圈,内层线圈为阻尼励磁线圈,通过控制阻尼励磁线圈输入电流就可控制输出阻尼力,实现阻尼力可控;外层线圈为产生感应电压信号所需感应激励线圈,当给感应激励线圈通入高频交流电励磁信号时,缠绕在绕线缸体上的两组感应线圈可分别感应出同频率的位移信号,并通过差动原理实现位移差动自感应。推导了位移差动自感应数学模型;搭建测试系统进行自感应特性测试及阻尼力学性能分析。试验结果表明:静态拉伸时阻尼器活塞位移与感应电压成线性关系;动态拉伸时,当振幅分别为5、10、15 mm时,能够产生幅值为0.3、0.6、0.9 V的感应电压,通过拟合可得到阻尼器活塞头位移与自感应电压成线性关系;给阻尼励磁线圈施加1 A直流电时,能产生360 N左右的可控阻尼力。     

功能集成型磁流变阻尼器设计与试验

设计了一种集振动能量采集、速度自感应和阻尼力可控功能于一体的功能集成型磁流变阻尼器,该磁流变阻尼器的振动能量采集和速度自感应装置内置于阻尼器活塞杆空腔内,通过紧固销和紧固片将8个永磁铁和8个隔片按序固定安装在支撑杆上。在永磁铁作用下,缠绕在感应线圈绕线架上的感应线圈产生感应电压,实现振动机械能的能量采集;另外采集到的感应电压与活塞杆速度成正比例关系,可实现速度自感应。推导了振动能量采集和速度自感应数学模型,并采用ANSYS有限元仿真软件对振动能量采集进行了电磁场仿真分析。搭建试验台对所设计的功能集成型磁流变阻尼器进行了性能测试分析,试验结果表明:在0.06 m/s的激励下,振动能量采集装置能产生1.0 V的直流电压;感应电压与加载速度基本成正比例关系;另外,对该阻尼器的励磁线圈施加0.6 A的直流电时,能产生750 N左右的阻尼力,实现阻尼力可控。     

拖拉机座椅悬架对动态舒适性影响的研究

为探讨基于磁流变阻尼器(MRD)的拖拉机半主动座椅悬架在动态舒适性方面的优越性,在正弦激励和白噪声激励环境下,构建了拖拉机动力学模型和磁流变阻尼器(MRD)力学模型,并给出了模糊控制器的设计方法。在Mat Lab/Simulink仿真环境中分别对被动和半主动座椅悬架进行时域和频域仿真,得出两种悬架的加速度动态特性曲线及相应的频谱特性曲线。仿真结果表明:所构建的阻尼器模型及控制策略可以有效衰减座椅悬架在低频区段的垂直振动,改善了拖拉机的动态舒适性。     

基于神经网络自适应模糊控制的半主动悬架研究

建立了1/4车二自由度半主动悬架模型,推导出其动力学方程和状态方程,然后提出了一种神经网络自适应模糊控制的方法,用来调整半主动悬架可调阻尼器的阻尼值,从而通过改变阻尼力来达到改善悬架振动特性的目的,这对汽车和拖拉机的稳定性具有指导意义.     

改进阻尼特性的内置平行双线圈磁流变阻尼器研究

提出了一种内置平行双线圈的磁流变阻尼器。推导了径向流和环形流磁流变阻尼器的压降数学模型。比较了具有串联双线圈的常规磁流变阻尼器和所提出的磁流变阻尼器的阻尼性能。分别对提出的磁流变阻尼器和常规磁流变阻尼器进行了电磁分析,从而验证所提出的磁流变阻尼器的原理并获得其磁路的磁特性。利用数值模拟分析比较了2种磁流变阻尼器的阻尼性能,分析结果表明内置平行双线圈的磁流变阻尼器具有更好的阻尼性能。依据所提出的磁流变阻尼器的结构原理制作了原型样机,通过实验验证了其阻尼性能的优越性。实验结果显示所提出的磁流变阻尼器的最大阻尼力约是常规磁流变阻尼器的1.86倍,等效阻尼约为常规磁流变等效阻尼的2倍。     

阻尼间隙可调式磁流变阻尼器设计与动力性能实验

针对磁流变阻尼器存在由于阻尼间隙固定、长度小等导致的阻尼力较小、动力性能单一及适应性不强等不足,提出并设计一种阻尼间隙可调式磁流变阻尼器.该阻尼器液流通道由圆锥和圆环形液流通道共同组成,其有效阻尼长度可增加到4段.同时通过调整紧锁螺母控制阀芯位置,改变阀芯与左右磁轭的相对位置,可实现圆锥液流通道阻尼间隙连续可调.对所提...     

汽车半主动悬架的多目标遗传优化

汽车采用磁流变液减振器，可根据不同的道路行驶条件，通过改变磁场强度来改变减振器的阻尼特性。提出了一种多目标汽车半主动悬架的遗传优化技术，以行驶安全性、乘坐舒适性、结构空间需要作为优化设计目标或约束，选择悬架系统阻尼作为优化参数，以一个受路面谱激励的1／4汽车模型为例，采用一种高效十进制遗传算法对半主动悬架的减振效果进行验证，结果表明该遗传算法对汽车半主动悬架的参数优化具有较好的效果。     

基于磁流变减振器的汽车半主动悬架控制研究

阐述了车用磁流变(MRF)减振器的国内外研究及应用现状,在评价磁流变减振器半主动悬架系统主要的控制策略的基础上,分析了影响控制效果的几个重要因素,并提出应重视研究复合控制策略、设计可靠稳定的控制器,推进磁流变减振器工程应用的进程。     

基于电磁阀减振器的1/4车辆半主动悬架非线性控制

在电磁阀减振器力-速度特性试验基础上,针对电磁阀减振器1/4车辆半主动悬架非线性特性和电磁阀减振器可调阻尼力输出饱和特性,提出一种基于输入饱和的滑模控制策略。建立半主动悬架1/4车辆非线性模型和输入简化的悬架参考模型。设计半主动悬架1/4车辆非线性模型滑模控制器,同时考虑电磁阀减振器阻尼力存在的输出饱和特性,设计辅助分析系统,以控制补偿信号对滑模控制器进行饱和补偿。Matlab/Simulink仿真与台架试验结果表明:设计的输入饱和滑模控制器能有效消除电磁阀减振器输出饱和特性影响,使电磁阀减振器半主动悬架车身垂向加速度、悬架动挠度等性能指标很好地跟踪或接近悬架参考模型理想输出,优化电磁阀减振器半主动悬架非线性控制与设计,有效改善车辆乘坐舒适性。     

汽车磁流变半主动悬架系统设计与试验

为了提高汽车的平顺性和行驶稳定性,设计了一种安装双出杆式磁流变减振器的汽车半主动悬架系统。在分析传统的磁流变减振器力学模型的基础上,提出了一种改进的磁流变减振器多项式模型,建立了基于磁流变减振器的半主动悬架系统动力学模型;设计了磁流变减振器物理样机,进行了磁流变减振器的力学特性试验,获得该磁流变减振器的示功特性和速度特性曲线,并利用试验结果进行了模型参数识别与模型验证。考虑时滞对悬架系统的影响,计算了该磁流变半主动悬架的临界时滞,采用Smith预估时滞补偿控制策略,设计了磁流变半主动悬架模糊时滞控制器;利用Matlab软件进行了磁流变半主动悬架时滞补偿控制仿真对比分析;研制了汽车半主动悬架测试系统,开展了磁流变半主动悬架控制台架试验。仿真与试验结果表明,所研制的磁流变减振器耗能效果良好,控制灵敏;试验建模所获得的改进型磁流变减振器多项式力学模型是正确的。与被动悬架相比,在正弦激励和随机路面谱输入下磁流变半主动悬架的簧载质量加速度下降30%左右,减振效果明显。     

磁流变减振器滞回特性的改进Bouc-Wen模型

由于现有的磁流变减振器数学模型不能准确描述其特性,因此对大行程磁流变阻尼器进行了动态特性试验。根据测试结果分析激励位移、激励频率和电流变化时,磁流变减振器的弹性、阻尼、电流饱和等基本特征的动态非线性特性。已有的Bouc-Wen模型在低速下滞回环描述不准确,在高速下缺少滞回特性,并且无法表述单出杆减振器中蓄能器造成阻尼力偏置的现象,因此根据试验结果提出一种改进的Bouc-Wen模型,通过试验数据对改进的Bouc-Wen模型进行参数辨识,并重点分析速度-力特性曲线在低速与高速情况下所形成滞环的斜率及宽度,试验数据验证了改进Bouc-Wen模型的正确性。     

磁流变减振器磁路磁场特性分析

磁路设计是磁流变减振器设计的核心内容,它的好坏直接关系到减振器的减振效果。利用有限元分析软件ANSYS对磁流变减振器磁路结构进行了数值模拟,对影响其性能的励磁材料磁导率、间隙大小、磁路级数以及在多级磁路中相邻两级线圈中电流方向的异同对阻尼通道磁感应强度的影响进行了分析。研究表明这些因素对减振器的特性都有很大的影响,特别是多级磁路的使用相对于单级磁路来说具有较多的优点。设计过程中应综合考虑各参数对减振器特性的影响,合理选择其数值以使设计的结构的性能得到最大发挥。     

叶片式可控阻尼减振器阻尼特性分析与试验

通过对叶片式可控阻尼减振器的结构分析,建立叶片式可控阻尼减振器的流体力学模型,模拟减振器内部流体结构,采用试验参数识别的方法确定模型参数,分析减振器的阻尼特性.阐明了减振器阻尼特性受到工作液温度、比例流量阀节流口开度以及连接臂端激励速度的影响以及比例流量阀对减振器"温衰"效应的补偿作用.通过仿真分析与试验结果的一致性对比,验证了所提方法的可行性和准确性.