隔磁环及导磁材料对磁流变液测功机磁路影响分析

磁路环境是制约磁流变液装置正常工作的最主要因素,良好的磁路环境使磁流变液测功机具有更佳的经济性和实用性。以新型磁流变液测功机为研究对象,利用Ansoft Maxwell软件对其进行磁场仿真,研究隔磁环和导磁材料对磁流变液测功机磁场性能的影响。通过搭建磁流变液加载磁场试验台架,对3种不同体积百分比的磁流变液样品进行磁场加载试验,相同电流下仿真结果与试验结果平均误差为8.9%,证明仿真方法的可行性。研究表明,体积分数对磁流变液工作间隙处的磁感应强度影响极其微小;磁流变液测功机工作间隙内磁感线分布较为均匀,磁感应强度在120～162 mT范围内,且不同影响因素对磁流变液测功机工作间隙内的磁感应强度有不同程度的影响。     

圆环流磁流变阀压降性能分析与试验

磁流变阀是一种以磁流变液为工作介质的智能控制器件,其进出口压差可调且响应速度快的特点使其在减振抗震系统中具有广泛的应用前景。设计了一种典型的阻尼间隙为圆环流动式的圆环流磁流变阀,对其工作原理进行了阐述,同时推导了圆环流磁流变阀的压降数学模型。采用有限元法(FEM)和计算流体力学法(CFD)分别对圆环流磁流变阀的电磁场和流场进行了建模仿真,分析了不同电流下磁流变阀压降变化规律,仿真结果表明圆环流磁流变阀的压降随着加载电流的增大而增大,并且逐渐趋于饱和;同时采用FEM方法得到的最大压降为948 k Pa,采用CFD方法得到的最大压降为1 079 k Pa。搭建了圆环流磁流变阀压降性能试验台,对不同电流及不同负载下的磁流变阀压降性能进行了试验分析,并与仿真结果进行了对比,结果表明试验压降变化趋势与两种仿真方法得出的压降变化基本相符,试验测试得到的最大压降为662 k Pa。同时,试验结果表明外加负载对圆环流磁流变阀压降大小变化基本无影响。     

传动装置磁流变液瞬态温度场研究

基于Bingham模型和传热学基本理论,建立滑差工况下磁流变液瞬态热传导方程,并采用数值仿真和试验研究了磁流变液温度场沿轴向和径向的分布以及滑差功率和工作间隙对其的影响规律.研究表明:轴向各间隙中磁流变液间存在着温度差异,由内向外温度逐渐降低,且内外温差随时间的增大而增加;不同时刻磁流变液表面温度分布规律基本一致,温度最高值出现在工作半径中心处;磁流变液温度随滑差时间呈近似线性上升,且温升速度随滑差功率的增大而增大,随工作间隙的增大而减小.     

活塞式磁流变液阻尼器磁场有限元分析

针对磁流变液阻尼器的磁路结构，利用ANSYS软件进行电磁场有限元分析。分析不同结构模型的磁流变液阻尼器的磁场分布，研究了单级磁路与双级磁路在相同激励状况下，所产生的不同的响应。分析活塞结构的变化对磁流变液阻尼器磁场分布的影响，为磁流变液阻尼器的结构设计提供了依据。     

磁流变阀结构设计研究现状分析

磁流变液因其独特的磁流变特性受到广泛关注,磁流变阀就是利用这种可控可逆的独特特性设计的一种智能器件,并已研制出了各类结构的磁流变液控制阀。为了促进磁流变阀的进一步发展,文章阐述了磁流变阀的工作原理,并从励磁线圈的布置方式、线圈数量的不同、磁流变液流道结构的设计形式三个方面对磁流变阀的结构设计进行了分析,总结了目前磁流变阀各类典型结构的特点和性能,为磁流变阀的发展提供参考。     

一种磁流变减振器的设计与试验

对摩托车磁流变减振器中的磁流变液在挤压和剪切两种工作模式下的阻尼力进行了理论分析和计算,设计出一种可控阻尼力的摩托车磁流变前减振器,并计算了其磁回路的磁阻;通过样品试验,验证了理论分析计算方法和磁流变结构设计的有效性。     

磁流变调速起动控制模型建立与时间响应研究

为揭示磁流变调速起动过程中的时间响应特点及影响因素,在分析磁流变调速起动控制系统工作原理的基础上,建立输出转速控制数学模型,并利用Simulink软件对调速起动的时间响应进行仿真分析,其后在不同初始条件下开展调速起动试验研究。研究表明:磁流变调速起动响应时间随着励磁电流的减小和负载扭矩的增大而增加,而与输入转速间近似成正比例关系;试验时所测得不同因素的影响规律与仿真时基本一致,验证了理论模型和仿真分析的正确性,然而由于仿真时未考虑磁路响应和磁流变液流变响应,响应时间的仿真值与实测值相比偏小。     

单筒磁流变减振器散热性能研究

磁流变减振器是通过消耗机械能来实现减振的装置,在工作过程中由于能量的转化导致其自身温度不断变化,温度升高导致了减振器的阻尼性能下降。针对磁流变减振器的这一现象,分析了温度变化对磁流变液粘度及阻尼特性的影响;基于磁流变减振器温度变化的理论模型,提出基于散热因素的磁流变减振器的结构参数设计要求;并对某商品磁流变减振器进行了台架试验。研究表明,磁流变减振器工作过程中自身温度的升高使流变液粘度下降,进而导致阻尼力下降。阻尼力下降的幅值和比例取决于减振器的工作电流和温差大小。     

三工作面旋转式磁流变阻尼器设计与实验

设计了一种具有3个工作面新型结构的旋转式磁流变阻尼器,转子2个端面和圆柱面均为工作面,在不增大转子体积的情况下,有效增加了转子工作面积。基于磁流变液与磁芯材料特性,对阻尼器进行了磁路设计,获得了阻尼器的相关机械参数与电气参数。针对阻尼器结构特点,应用有限元法,建立了磁流变阻尼器的有限元模型,并对其进行了电磁场分析,得到了阻尼器模型的电磁场物理量。结合有限元分析结果与磁流变液的本构关系,对磁流变阻尼器的力学性能进行了仿真研究。在此基础上,研制了磁流变阻尼器及其力学性能测试系统,对阻尼器的力学性能进行了实验研究,得到了阻尼器的力矩-转速力学特性以及屈服力矩-电流力学特性。     

圆盘式磁流变液制动器理论设计与仿真分析

介绍了磁流变液的组成,并且应用Bingham模型对磁流变液的流变特性进行了描述,分析圆盘式磁流变液制动器的工作原理,建立了制动器的力矩计算模型,进一步推导出制动器设计中主要几何参数的理论计算公式。最后在Simulink环境中对圆盘式磁流变液制动器进行了仿真分析,其结果可为进一步合理设计磁流变液制动器提供理论参考。     

车用磁流变液制动器制动效果分析与研究

以磁流变液(MRF)的流变特性为基础,推导了双盘式圆盘型磁流变液制动器的制动力矩计算公式;在整车环境下对磁流变液制动器进行了匹配设计,并在Matlab/Simulink软件环境下建立ABS制动控制系统模型;在ABS模型中,对磁流变液制动器的性能进行了仿真和分析,其结果证实磁流变液制动器具有优越的综合制动效果。     

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。     

磁流变减振器多场耦合仿真分析

研究了磁流变减振器电磁-流和流-固耦合的建模方法及求解方法。基于电磁-流和流-固耦合有限元方法,利用Adina软件建立高精度的流-电磁有限元网格模型和固体有限元网格模型,并在Adina软件后处理中进行求解分析,分别得到了磁流变减振器非控状态和通电状态的阻尼力-速度特性、示功特性、磁场分布特性、核心区域流场压力场和速度场特性。仿真结果表明:在高速磁流变液的冲击下,核心区域流场压力场变化明显;根据磁场分布特性,说明设计的单筒磁流变减振器结构能增大阻尼力调节范围。在电磁-流和流-固耦合计算中考虑了流体湍流流动,尽量使仿真模型与物理模型保持一致,试验结果与仿真结果吻合较好。     

盘式磁流变液制动器的设计与性能研究

磁流变液制动器是一种新型制动装置,文章设计并制作了一种盘式磁流变液制动器,对其磁力线分和磁场强度进行了有限元分析,对其制动力矩进行了静态测试并分析了影响磁流变液制动器制动性能的因素.实验表明,在使用满足一定性能指标的磁流变液条件下,最大制动力矩达到6.8N·m.     

径向流和圆环流磁流变阀压降性能分析与试验

设计了径向流动式和圆环流动式2种不同液流通道结构的磁流变阀,并分别对其工作原理进行了阐述;推导了径向流和圆环流磁流变阀的压降数学模型。采用有限元法(FEM)分别对径向流和圆环流磁流变阀的电磁场进行了建模仿真,在结构参数和磁场参数相等的情况下分析了径向流和圆环流2种液流通道结构的磁流变阀压降变化规律。搭建了磁流变阀压降性能试验台,对不同加载电流及不同模拟负载下的径向流和圆环流磁路变阀的压降性能进行了试验分析。仿真和试验结果均表明同样结构参数和磁场参数下的径向流磁流变阀产生的压降大于圆环流磁流变阀产生的压降。     

径向流磁流变阀控缸系统动力性能研究

为进一步扩大磁流变阀的工业应用,提出并设计了一种径向流磁流变阀控缸系统,主要由径向流磁流变阀、单出杆液压缸及蓄能器3部分构成。阐述了径向流磁流变阀控缸系统的工作原理,推导了阻尼力数学模型。对径向流阀控缸系统进行了动力性能建模仿真,并搭建了动力性能测试实验台,分别对常规型与改进型径向流磁流变阀控缸系统在不同电流、不同频率及不同振幅下的动力性能进行了实验,实验结果表明,以径向流磁流变阀作为旁通控制元件的磁流变阀控缸系统能够产生较大的输出阻尼力,阻尼力最大可达5.8 k N;另外,阻尼力随电流变化顺逆可调,且可调范围广;同时,输出阻尼力受活塞杆运动速度影响很小,阀控缸系统能在各种工况输出稳定阻尼力。对比分析2个磁流变阀控缸系统可知,更换不同的磁流变阀可得到不同的动力性能。     

多液流通道旋转式磁流变制动器结构设计与特性分析

作为一种可以有效产生转矩、耗散运动能量的半主动阻尼器件,旋转式磁流变制动器具有转矩可调、响应速度快的特点,在汽车领域具有广泛的应用前景。设计了一种具有多液流通道的旋转式磁流变制动器,通过在旋转套筒中部设置隔磁材料改变磁场结构,引导磁力线通过未被利用的外轴向液流通道,增加了磁流变制动器产生流变效应的工作区域,从而将制动器有效阻尼间隙从常规2段增加为4段。阐述了多液流通道旋转式磁流变制动器工作原理,并推导了其转矩数学模型。采用有限元法对磁流变制动器电磁场进行建模仿真,分析了磁流变制动器不同液流通道区域磁场强度分布规律。搭建了旋转式磁流变制动器制动转矩特性测试试验台,对不同加载电流及不同转速下的磁流变制动器转矩性能进行了试验分析,结果表明,加载电流为1.8A、转速为600r/min时,制动器转矩可达61.4N·m,试验结果与仿真结果基本一致;转速变化对制动器转矩基本无影响。     

汽车磁流变半主动悬架技术研究

磁流变半主动悬架作为介于主动悬架和被动悬架之间的装置,其减振器采用了新型功能材料磁流变液。它具有能耗少、结构简单、响应速度快、成本低廉、可靠性高等优点,在汽车工业中具有巨大的发展潜力。文章论述了磁流变减振器的工作原理和磁流变悬架的情况,介绍了磁流变半主动悬架技术在现代车辆上的应用进展,并对磁流变悬架的发展进行了展望。     

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。     

单筒充气式磁流变液减振器设计与仿真分析

磁流变液的力学特性是其重要的应用基础。基于其剪切与流动的力学特性,设计了一种单筒充气式磁流变液减振器,给出了减振器详细的设计参数,分析了该减振器的阻尼力计算方程,用三维软件SolidWorks绘制出减振器的三维结构图。最后,基于MATLAB/Simulink搭建了该减振器的阻尼力仿真模型。仿真结果证明,设计的单筒充气式磁流变液减振器具有可行性。