大吨位磁流变液阻尼器的性能试验研究

研究了磁流变液阻尼器的磁路特性,在此基础上,对研制的最大阻尼力为170kN、可调倍数为16的磁流变液阻尼器的性能进行了试验研究。结果表明,在低电流情况下,对于活塞上缠有多个线圈的磁流变液阻尼器,多线圈电流的同向和异向并不影响其阻尼力的大小;但在高电流情况下,反接相邻线圈可以降低磁路磁阻的增长速度,从而有利于提高其阻尼力。     

磁流变减振器温衰特性对履带车辆悬挂系统性能的影响

对磁流变液及磁流变减振器受温度影响进行实验研究和理论分析,研究表明磁流变液动力粘度和减振器阻尼力随温度升高而降低,因此应用磁流变减振器时,必须考虑温度对其阻尼力影响;利用车辆二自由度悬挂系统模型,仿真分析磁流变减振器温衰特性对悬置质量加权加速度均方根值和动行程的影响。研究表明,随温度升高,悬置质量加权加速度均方根值先减小后增大,而动行程随温度升高不断增大,通过适当增加磁感应强度可一定程度上减小由温度引起的加权加速度均方根值和动行程均方根值增大。     

多环形槽结构磁流变阻尼器的实验建模

对自行设计的、多环形槽结构磁流变阻尼器进行了理论分析与实验建模.该阻尼器的主要特点是在阻尼活塞周向表面上开有若干个矩形齿状环形槽,并且通过磁路设计,使流经阻尼通道处的磁流变液流动方向与其作用的磁力线方向垂直,用以增大阻尼力和阻尼力变化范围.然后从磁流变液的流变特性、电磁学的角度出发,利用修正了的非牛顿流体宾汉模型、结合实验数据,建立了该阻尼器的力学模型.利用该模型绘制和分析了外加磁场(通过施加电流实现)和阻尼力之间关系曲线,与实验结果较好吻合,从而证明了模型的正确性,为磁流变液阻尼器设计和性能预测提供了参考.     

康复机用多片旋转型磁流变阻尼器研究

康复机是一种能自身产生阻尼力来抵抗人体施加的作用力,达到锻炼人员四肢力量的器械,已被广泛应用于医疗、大众健身等领域,其核心部件为产生可控阻尼力的阻尼器.磁流变液是一种将微米尺寸磁性颗粒混合在非磁性液体中形成具有诸多优良特性的浓悬浮液.而磁流变阻尼器是利用磁流变液做介质进行工作的一种智能阻尼器,它具有重量轻、响应快和能耗低等突出特点.将此阻尼器用于康复机的阻尼部件,能降低噪音、减少污染,延长使用寿命,并能实现阻尼力的连续可控调节.本文综合考虑了旋转型磁流变阻尼器工作片数、间隙、隔磁、散热及加工等诸多因素,研制出一种有效提高磁流变液工作效能和器件工作稳定性的阻尼器;并建立了研究该阻尼器主要动力特性的实验.实验结果表明,该阻尼器的阻尼力矩、力矩可控区间、工作稳定性等较单片型阻尼器均有较大幅度提高,散热性能有明显改善.     

磁流变阻尼器的力学设计及试验研究

在反映磁流变液剪切稀化(稠化)特性的Hersehel-Bulkley模型的基础上对双粘性滞回本构模型进行修正,根据液体准静态平板流动方程,得出了磁流变液在环形阻尼通道内的速度分布函数,推导出磁流变阻尼器阻尼力计算公式.在给定阻尼器活塞速度情况下对磁流变阻尼器的阻尼力进行理论计算预测;设计并制造了小型的磁流变阻尼器样机,对其进行试验测试,测试结果表明理论模型与设计方法可行.     

面向轨道车辆抗蛇行振动的磁流变脂阻尼器设计与台架测试

针对磁流变液阻尼器存在磁场利用率不高和磁流变液沉降导致控制特性劣化的问题,提出一种基于多级径向流动模式的磁流变脂阻尼器方案,将磁流变脂的多级径向流动分解为源流与汇流的对称组合,建立了磁流变脂径向流动的分析模型。利用磁流变脂微单元平衡得出了磁流变脂尊静态径向流动微分方程,采用磁流变脂双粘度本构模型和无滑动边界条件,导出了磁流变脂径向流动速度分布函数和径向压力梯度分布函数。绘制了磁流变脂在不同半径处流动速度分布图,得到了磁流变脂阻尼器的阻尼力计算方法。按照轨道车辆抗蛇行减振器的技术要求,设计制作了基于多级径向流动模式的磁流变脂阻尼器样机,利用J95-I型油压减振器试验台对其示功特性进行了测试,结果表明在不同激励电流下的磁流变脂阻尼器理论示功特性与实验示功特性能较好吻合。     

多级蜿蜒磁路式磁流变阻尼器的设计与分析

为了改善磁流变阻尼器的阻尼特性,设计了一种多级蜿蜒磁路式磁流变阻尼器。该磁流变阻尼器通过导磁环和阻磁环的堆叠来引导磁感线的走向,迫使磁感线数次穿过磁流变阻尼器的节流通道,提高了节流通道的利用效率。建立了考虑磁流变液非线性流动特性的数学模型,并通过有限元方法进行了磁路分析,进而对所设计的磁流变阻尼器的特性进行预测。将所设计的磁流变阻尼器的阻尼特性与具有相同体积的传统磁流变阻尼器进行了比较,包括可控阻尼力、等效阻尼和动态范围。结果显示在正弦激励速度为0.125m/s,并通入2.0A电流的情形下,所设计的磁流变阻尼器的最大可控阻尼力为11 000N,约为传统磁流变阻尼器的2.3倍。此外,所设计的磁流变阻尼器并没有使零场情形下的阻尼力增大。所设计的磁流变阻尼器具有优良的阻尼性能,适用于广泛的工程减振应用。     

基于修正Backlash滞环的磁流变减振器建模

针对磁流变减振器在半主动控制应用中的非线性建模问题,借鉴电磁学中描述磁滞现象的方法,引入动态Backlash like模型描述阻尼力-速度特性中的滞回现象,兼顾磁流变减振器在不同电流及不同频率时的动特性,利用Sigmoid函数修正Backlash滞环,并考虑磁流变液屈服后黏性及充气压力作用,并联一个弹簧-阻尼系统,从而提出一种修正Backlash滞环的参数化模型.在试验台架上对自制的磁流变减振器进行不同电流和频率下的动特性试验,用试验数据对模型参数进行辨识,并验证了该模型的预测性能,预测误差小于10%～15%.该模型结构简单,能较精确地描述和预测磁流变减振器动特性,具有良好的实用价值.     

一种可应用于小阻尼力领域的新型磁流变液阻尼器

在总结现有磁流变液阻尼器的结构形式和特点的基础上,提出一种可应用于地面小型机械结构或空间微重力环境下减振系统等小阻尼力领域的新型磁流变液阻尼器.对该新型磁流变液阻尼器进行结构设计、液体分析、磁路分析、力学分析、理论结果分析和误差分析,验证了它的有效性,说明它能够应用在小阻尼力领域,拓展了磁流变液阻尼器的应用范围.     

水基磁流变液的制备及其性能研究

以经过表面处理的微米级羰基铁粉、亚微米级四氧化三铁粉末为悬浮相,去离子水为悬浮介质,加入适当的添加剂,通过一定的工艺制备出综合性能良好的水基磁流变液.研究了几种含有不同悬浮相粒子和不同添加剂的磁流变液的剪切性能和沉降稳定性能,分析了悬浮相的组成对磁流变液磁流变性能的影响以及添加剂对改善磁流变液抗沉降团聚稳定性的作用.     

磁性液体二阶浮力原理的实验研究

磁性液体的浮力原理是磁性液体静力学中最具吸引力的效应之一。浸没于磁性液体中的永磁体受到的浮力大于阿基米德浮力,这个差值称之为磁性液体的二阶浮力。磁性液体的二阶浮力的计算由于涉及磁场计算的复杂性而变得困难。数值计算也有太多的假设条件。用实验的方法首先形象地展示了永磁体在磁性液体中的悬浮,而后测定了在不同直径的圆柱容器中、不同尺寸的永磁体浸没于不同饱和磁化强度的磁性液体中所受到的轴向二阶浮力随永磁体与容器壁相对位置的定量变化关系曲线,分析了不同的因素对这种变化关系的影响规律。     

磁流变液制备的最新进展

介绍了一种新型的智能材料－磁流变液的性能，并对磁流变液的主要组成成分进行了分类总结，阐述了磁流变液制备的最新发展的情况。另外简要介绍了磁流变液应用的方向。     

Blood flow through arteries in a pathological state: A theoretical study

The aim of this paper is to develop a mathematical model for studying the non-Newtonian flow of blood through a stenosed arterial segment. Herschel-Bulkley equation has been taken to represent the non-Newtonian character of blood. The problem is investigated by a combined use of analytical and numerical techniques. It is noticed that the resistance of flow and the skin-friction increase as the stenosis height increases. The results are compared with data available in the existing literature presented by previous researchers.     

弹性支承输流管道固有频率计算

本文建立了两端弹性支承输流管模型,导出该模型管道随内流体流速变化的固有振动特性方程,并对上游铰支加扭簧支承,下游铰支的模型进行了计算和实验,计算结果和实验数据吻合较好.结果表明,输流管各阶固有频率随内定常流的流速增加而降低。     

聚苯乙烯的超临界流体脱挥

在对聚苯乙烯在超临界二氧化碳中的溶解度研究基础上 ,确定了聚苯乙烯超临界脱挥的操作条件是 ,温度为343K,压力为 1 8MPa。实验发现 ,CO2 流量与 PS投料比为 2 .0～ 3.0标 LCO2 /h.g PS较合适 ,在以上脱挥条件下 ,初始浓度为 1 %的 PS/St的聚合物体系脱挥 3h后 ,则可将 PS中的 St含量降低到约 2 60 ppm。     

Flow of a Casson fluid in a narrow tube with a side branch

Development of a mathematical model suitable for studying the mass-flux and hematocrit reduction due to plasma skimming in a capillary emerging from an artery making an angle with the parent artery is of primary concern in the paper. The flow is considered to have three phases – the peripheral plasma layer, the cell depleted middle layer and the core region where the concentration of erythrocytes is highest. Both steady and pulsatile flow situation are studied. The analysis for pulsatile flow has been carried out by considering the pressure gradient as a periodic function of time and the inertial effects as negligibly small. A perturbation technique is employed to solve the resulting quasi-steady non-linear system of equations that are considered to govern the flow. Basing upon relevant experimental data available for coronary arteries as well as very small vessels of the circulatory system, the study has been performed by considering Womeresely parameter to be small (less than unity). The theoretical estimates computed under the purview of the present mathematical analysis reveal that hematocrit in the branch capillary decreases with an increase in the yield stress of blood, both in steady and pulsatile flows for any branching angle. Further, erythrocytes entrainment from the parent artery to the branch capillary is least when the branch is perpendicular to the parent artery.     

磁流变阻尼器件设计中若干技术问题探讨

对磁流变阻尼器件设计中值得注意的若干技术问题,如磁流变液、工作模式、磁路结构、导磁材料、线圈和机械结构体积补偿方法等进行了仔细探讨,展望了磁流变技术的应用前景,提出了今后努力的方向。     

磁流变体(MRF)材料的制备及性能研究

以羰基铁粉为磁性粒子,硅油或烃油为载液,对高浓度、微米级的磁流变体材料进行了研究,并对其各项性能及影响因素进行了分析,通过添加剂的加入,合成工艺的改进,可以得到性能良好的磁流变体材料,该磁流变体在汽车智能减振器的应用试验中取得较好效果。     

磁流变液的流体动力学理论

在外加磁场作用下,磁流变液从牛顿流体变成了Bingham体,超过屈服应力开始流动,其的流变性(弹性、塑性、粘性)、磁化性、导电性、传热性以及其它的机械性质和物理学性质皆发生显著的改变.研究磁流变液在外加磁场作用下,流场分布规律随磁场强度变化的动态特性,建立磁流变液的流体动力学理论,对开发和设计磁流变器械至关重要.本文运用物理学和流体力学的基本理论,结合本构方程,考虑磁场对磁流变液的流动的影响,建立了磁流变液力磁耦合的流体动力学模型,给出了描述磁流变液流动的基本方程组.     

磁流变阻尼器管道流动特性研究

磁流变阻尼器是一种应用广泛的磁流变器件,其利用磁流变液独特的磁流变效应的工作.然而,磁流变体阻尼器设计中,一般地将磁流变液作为粘性流体建立流动的力学模型,进行流动分析以及参数设计,这样设计的结果与实测出现了较大的误差.本文将磁流变体作为一种粘塑性流体,建立了描述磁流变液流动的力学场和电磁场耦合的流体动力学基本方程组,分析研究了磁流变阻尼器沿狭长管道流动的特征,为磁流变阻尼器的设计提供了可靠的理论基础.