磁流体行为指数对磁流变冲击阻尼器性能的影响

根据应用于火炮的冲击型磁流变(MR)阻尼器的特点,基于Herschel-Bu lkley本构模型,建立了某25 mm火炮磁流变后坐阻尼器的平行板一维层流模型,获得了不同磁场作用下阻尼力随活塞速度的变化规律。根据某单管25 mm火炮的后坐运动方程,计算了不同MR流体行为指数下,火炮的后坐位移和后坐速度,评价了MR流体行为指数对后坐阻尼器行为的影响。     

火炮磁流变阻尼器结构设计与优化

以火炮反后坐系统为对象,研究冲击载荷下磁流变阻尼器(Magneto-rheological Damper,MRD)的结构设计与优化.以冲击缓冲控制过程中需要的最大阻尼力为基本设计目标,设计了MRD的基本结构,进行磁路分析,得到了满足基本设计要求的阻尼器.在此基础上以最大可调系数和最小结构体积为优化目标,提出相应的设计变量和约束条件,用MATLAB实现结构的优化设计,并用ANSYS进行了具有磁场约束的结构优化.优化设计的结果表明,两种优化设计均能提高可调系数和减小结构体积,但MATLAB优化后的磁路性能并不十分理想,而ANSYS优化结果具有较好的综合性能.     

新型磁流变阻尼器抗冲击载荷性能分析

针对工程领域中高冲击载荷作用下的磁流变阻尼器存在流体通道拥堵,轴向磁场单一等问题,设计了新型的磁流变阻尼器.相比以前阻尼器,新阻尼器整体结构缩小,各级线圈匝数减少且独立连接.完成了磁流变阻尼器电磁模型的计算与PID控制算法的仿真分析,并根据仿真结果对新旧阻尼器进行了比较.结果表明,新设计的磁流变阻尼器较之前的阻尼器,能够产生轴向随时间变化的磁场,缓解了因磁场增强导致的流体通道拥堵的现象,在相同的冲击载荷作用下,实现了位移与能耗的同时下降.     

外界磁场对磁流变阻尼器阻尼特性的影响

针对磁流变阻尼器受到外界磁场作用时,阻尼特性发生变化导致其控制精度变差的问题.该文提出分析不同方向的外界磁场对磁流变阻尼器阻尼特性影响的理论方法,设计线性磁场发生器模拟外界磁场环境,通过实验对理论进行验证.理论与实验结果表明:当磁流变阻尼器受到与活塞运动方向垂直的外界磁场作用时,阻尼特性不受影响;当磁流变阻尼器受到与活...     

磁流变阻尼器的磁场分析

基于商用有限元分析软件,探讨单级和双级磁流变阻尼器的磁场特性.研究同样参数条件下双级磁路与单级磁路对磁流变阻尼器性能的影响,对比了不同结构参数、不同条件下的单级、双级磁流变阻尼器磁场分布的不同,从而系统研究了影响磁流变阻尼器磁场性能的各种结构参数及其贡献.可以用于指导磁流变阻尼器的设计.     

新型磁流变阻尼器设计及磁场有限元分析

磁流变液是一种新型的智能材料,在外加磁场作用下其流变学特性如屈服强度能够在毫秒级时间内发生连续可逆的变化.利用磁流变液的这种特殊性能,针对力觉再现技术的要求,设计了一种新型的磁流变阻尼器结构.详细阐述了该阻尼器的工作原理和力矩模型,并完成了有限元模型的建立.运用磁场有限元分析软件Ansoft对阻尼器进行了磁场强度检验并进行了相应的结构改进.仿真结果表明该阻尼器设计结构合理,为磁流变阻尼器的准确设计提供了保证.     

榴弹发射器后坐缓冲系统仿真与控制

论述基于磁流变阻尼器的半主动振动控制的一般方法,针对某榴弹发射器后坐缓冲系统的设计要求,建立了缓冲系统的数学模型,对发射器的后坐过程进行了动力学仿真。提出了一种基于设计目标的加权计算方法,通过参数化设计,并计算控制因子D,找到阻尼器的最佳弹簧刚度系数和可控阻尼系数匹配,满足了后坐力和后坐行程的设计要求,为缓冲装置用的磁流变阻尼器的设计提供依据;进行了ADAMS与Simulink的联合控制研究,对比了外加开关(on-off)控制算法和PID控制算法时的控制效果,为磁流变阻尼器的电流控制提供了指导。     

新型泡沫金属磁流变液阻尼器的设计及其特性

设计一款新型泡沫金属磁流变液阻尼器,将泡沫金属作为磁流变液的存储载体,使磁流变液封存在阻尼腔中,解决传统阻尼器造价高和密封难的问题;采用在端盖两端设置铜片的设计方法,对磁路中的磁力线走向进行改进,对其磁场进行有限元仿真,仿真结果表明其磁场分布均匀,证明结构设计合理。将设计的泡沫金属磁流变阻尼器用于抑制悬臂梁的振动控制实验,实验结果表明:泡沫金属磁流变液阻尼器响应迅速,可控阻尼性良好,体现了泡沫金属磁流变阻尼器用于半主动控制方面的优势。     

冲击载荷下磁流变阻尼器动态特性分析及模型参数辨识

对自行设计的长行程磁流变阻尼器进行了冲击试验,测试其在冲击载荷下的动态特性.通过采用非线性最小二乘法对试验数据拟合,得到基于Herschel-Bulkley磁流变液非线性本构特性的平行平板恒流模型能够准确描述,冲击载荷下后坐过程速度下降阶段磁流变阻尼器的动态特性.针对以上模型在高低速时函数表达不同且形式复杂的缺点,采用双曲正切函数描述低速时阻尼力随后坐速度平滑下降的特性,提出一种形式统一、表达简洁的磁流变阻尼器动态模型,并对模型中的参数进行了辨识.利用所提出的磁流变阻尼器动态模型,在Matlab/Simulink中建立磁流变阻尼器冲击后坐仿真平台,并对本次冲击试验进行数值仿真,结果表明仿真曲线与试验曲线吻合较好,证明以上简化模型的正确性.     

剪切型磁流变脂阻尼器转子系统的动力特性

为了解决磁流变流体沉淀给磁流变流体装置动力特性带来的影响,提出一类流变特性也可以随外加磁场发生显著变化的磁流变脂,基于剪切工作原理设计用于旋转机械转子系统的剪切型磁流变脂阻尼器及单盘悬臂转子系统,通过试验详细地研究剪切型磁流变脂阻尼器对转子系统动力特性的可控性、剪切型磁流变脂阻尼器抑制转子系统振动的有效性,以及剪切型磁流变脂阻尼器对转子系统的振动进行主动控制的适用性,并考察了剪切型磁流变脂阻尼器－转子系统的动力特性在长时间内的重复性。结果表明,利用一个低压电磁线圈产生的磁场就可以控制剪切型磁流变脂阻尼器－转子系统的动力特性,在合适的磁场条件下剪切型磁流变脂阻尼器能够极大地抑制转子系统的振动,剪切型磁流变脂阻尼器－转子系统的动力特性在较长的时间内具有良好的重复性,剪切型磁流变脂阻尼器适合作为转子系统振动的主动控制元件。     

冲击载荷作用下磁流变阻尼器的建模与分析

以某12．7 mm机枪的磁流变(MR)后坐阻尼器为研究对象,基于Herschel-Bulkley本构模型,建立了该MR后坐阻尼器的轴对称一维层流模型。运用ANSYS软件,对该阻尼器的MR阀进行了磁场有限元分析,求得了环状间隙间MR流体的磁通密度。将MR流体流动模型和MR阀有限元结果相结合,建立了不同磁场作用下阻尼力随活塞速度的变化规律,利用这些规律对该阻尼器的落锤撞击试验和实弹射击试验进行了数值仿真。理论与试验结果的对比指出,在低磁场作用的情况下,理论与试验结果具有较好的一致性。     

磁流变减振器磁场特性分析及试验研究

设计了磁流变减振器磁芯磁路,建立了磁路的仿真模型,仿真研究了磁路的磁场特性,用实验的方法对仿真模型进行了验证和修正;在此基础上,建立了整个磁流变减振器的仿真模型,仿真研究了其磁场分布规律及不同参数下阻尼孔附近的磁通密度.研究结果表明,磁芯直径、工作缸壁厚、阻尼通道长度和线圈电流是影响磁场特性的主要因素,合理选择磁路结构参数可使其性能得到最大发挥.设计并制造出一种车辆单筒充气式磁流变减振器,对其进行了台架试验,得到不同电流下的减振器示功特性图,研究发现,通过调节减振器励磁线圈中的电流获得不同强度的磁场,在磁场作用下,磁流变液粘度发生变化,从而改变减振器的阻尼特性,减振器的饱和工作电流约为2A.试验验证了磁路设计的正确性,并为实现车辆磁流变半主动空气悬架控制研究奠定了基础.     

汽车磁流变减振器的设计及多项式模型的研究

通过对汽车磁流变减振器的工作模式的分析,利用ANSYS电磁场模块和流体动力学模块,建立减振器磁路有限元模型。采用序惯耦合法,计算得出阻尼力-速度关系曲线,完成了汽车磁流变减振器结构优化设计及磁路分析。将所设计的磁流变减振器在MTS849减振器试验台上进行试验,测得磁流变减振器的示功图和速度特性,利用试验数据,进行多项式拟合,精确的建立了该减振器的阻尼力模型,与理论计算曲线比较,说明多项式模型能较好的描述减振器非线性特性和滞回特性。     

磁流变差动阻尼器的设计与有限元分析

针对旋转式磁流变液阻尼的磁滞性问题以及由于磁滞性而造成的旋转式磁流变液阻尼器输出力矩不稳定的问题,设计了一种差动式阻尼器,不仅可以使输出的力矩可控性更好,而且有效地克服了磁滞现象的影响.在通过理论计算得到磁流变液差动阻尼器输出力矩模型的基础上,利用ANSYS有限元分析软件对磁流变液差动阻尼器进行了磁场分析,得到了磁流变液的磁感强度与磁流变液差动阻尼器线圈中的控制电流之间的关系,结合数值分析软件得到了磁流变液差动阻尼器的输出力矩与线圈中的控制电流之间的关系.研究结果表明,通过控制磁流变液差动阻尼器的控制电流可以实时调整差动阻尼器的输出力矩大小及方向,对磁流变液阻尼器作为精确控制的力矩控制元件奠定了理论基础.     

高耗能自解耦式MR阻尼器的设计及性能试验

为设计制作基于土木建筑结构振动控制的高耗能自解耦式磁流变(magneto-rheologcal,简称MR)阻尼器,通过对阻尼器设计的关键技术、阻尼器的性能试验及力学模型的参数识别进行研究,得知在副活塞中设置解耦装置可使阻尼器在不同的振幅下具有不同的刚度和阻尼特性,在主活塞中将永久磁场和电流磁场结合起来实现阻尼器的逆向控制的设计思路是可行的,铜制隔磁环的设置保证了磁力线沿理论设计的路径穿行,又使线圈避免与磁流变液的长期接触腐蚀,从而提高其耐久性。通过对阻尼器采用基于反正切函数的MR阻尼器模型进行参数识别,得到了与试验结果吻合的MR阻尼器的力学模型。     

磁流变阻尼器密封机制研究

为解决大型阻尼器工作中传统密封方式磨损老化维护困难问题,针对磁流变阻尼器的工作特点,在磁流变阻尼器中充分利用新型智能材料磁流变液的优异特性,建立一种新型的非接触式磁密封机制。探讨非接触式磁密封机制的工作原理和具体结构,使用有限元仿真软件对阻尼器工作部位磁场进行仿真分析,建立磁密封理论耐压能力的理论计算模型。表明此种非接触式磁密封较传统密封方法具有高可靠性,超长维修间隔时间,摩擦小,效率高,无方向性的优势。     

圆筒型磁流变离合器磁路设计研究

对一种圆筒型结构磁流变离合器的磁路设计进行研究,应用磁路欧姆定律,结合考虑不产生磁路磁饱和效应,初步确定磁路结构参数。应用ANSYS软件进行磁路仿真,结果表明设计磁路结构合理。分别应用磁路欧姆定律和ANSYS软件仿真,对不同激磁电流时磁路响应特性进行对比分析,结果表明直接应用磁路欧姆定律进行响应分析更保守一些;磁芯尺寸、隔磁环、工作间隙相对磁芯轴向位置、工作间隙径向厚度等参数变化对磁路响应影响较大。     

一种磁流变阻尼器控制系统的试验方法

在分析磁流变阻尼器阻尼力计算模型的基础上,对电控特性方程进行了分析讨论,通过研究控制系统的激励源、数据采集系统、电流控制器等主要模块,设计了一种基于MTS810材料试验机的磁流变阻尼器控制系统的试验方法,试验结果符合理论计算模型。该方法对于磁流变阻尼器的半主动控制、力学性能测试及结构改进研究十分有效。     

剪切阀式磁流变液减振器磁路设计方法

激流变液减振器是新型的智能化减振装置，在汽车、机械以及土木工程减振领域具有广泛的应用前景。设计磁路是设计此类减振器一个关键技术。这里研究了在土木及汽车减振领域最具应用潜力的剪切阀式磁流变液减振器的磁路设计计算方法。发现了磁路最小断面面积是影响磁场强度的的关键因素之一，进而提出了磁路设计中应该注意的几个基本问题。