双线圈波纹状新型磁流变制动器的设计研究

为提高传统双线圈旁置式磁流变制动器的制动力矩,提出了一种双线圈波纹状新型磁流变制动器。该制动器采用双线圈结构,并利用凹槽与凸脊相互配合的方式,进一步增大了磁流变液的有效可控作用面积。通过数学方法确定了凹槽和凸脊的圆心位置,推导了波纹状磁流变制动器的力矩模型。研究结果表明,当波纹状磁流变制动器采用先凸脊后凹槽的方式,且当凹槽或凸脊的个数为2时,波纹状磁流变制动器输出的制动力矩最大为184. 6 N·m,较传统双线圈旁置式磁流变制动器的制动力矩提高了约46%。研究结果可以作为磁流变制动器设计的参考。     

圆槽盘式磁流变液制动器的设计研究

磁流变液制动器制动力矩不足始终是限制磁流变液制动器实际应用的主要原因。本文通过在普通制动盘的表面增加半圆形凹槽和凸脊,增大制动盘的工作面积进而增大磁流变液制动器的制动力矩。建立凸脊与圆槽配合制动的制动力矩的模型,得到影响力矩的参数。通过数学求导法求得凸脊的圆心位置,采用ANSYS中的电磁模块对圆槽式制动盘工作间隙处做磁场分析,确定凸脊的尺寸。综合制动面积和磁感应强度的变化结果,本文设计的圆槽盘式磁流变液制动器制动力矩相比于普通盘式磁流变液制动器的制动力矩提高了33%。     

圆盘式磁流变制动器磁路多目标优化

为了提高磁流变制动器的制动性能,基于Herscher-Bulkley模型,以磁流变制动器的质量最小、输出制动力矩最大为优化目标,提出了一种基于有限元分析(FEA)和多目标遗传算法(MOGA)的联合优化设计方法。利用该方法获得了磁路结构的Pareto最优解,并采用组合赋权法对Pareto最优解进行选优,得到了制动器最优的磁路结构参数。仿真结果表明:所提出的磁流变制动器磁路多目标优化设计方法是正确有效的,能够获得更加紧凑的磁路结构,并提高磁流变制动器的制动力矩,可作为磁流变制动器设计的参考。     

基于Matlab/Simulink的车用磁流变液制动器设计与仿真

设计了一种汽车轮内叶轮式磁流变液制动器,根据磁流变液在强磁场下的流变特性,推导出该制动器的制动力矩计算方法,并在Matlab/Simulink环境下建立仿真模型,分析了制动器结构参数对制动力矩的影响。所设计的汽车磁流变液制动器能够满足一般小型汽车的制动力矩需求。     

磁流变制动器的参数设计和制动力矩分析

对双盘式磁流变制动器的结构进行了参数设计,并利用MATLAB软件对其制动力矩进行仿真分析,结果证明所设计的双盘式磁流变制动器结构可以满足车辆制动的需求。利用SIMULINK仿真工具箱建立了仿真模型,分析了励磁电流和结构参数对磁流变制动器制动性能的影响。对磁流变制动器的结构参数进行了优化设计,得出了更加合理的制动器结构,为双盘式磁流变制动器的设计提供理论参考。     

基于磁流变原理的旋转制动器的研究

根据磁流变液的流变特性,设计了磁流变液制动器,给出了制动器的结构及工作原理,采用磁场有限元分析的方法,对制动器工作间隙的磁场分布及强度进行分析,建立了制动器的制动力矩模型,给出了制动力矩的仿真及实验测试结果并对制动性能进行了分析。     

T型磁流变制动器的有效工作间隙位置对制动性能的影响

针对T型结构磁流变制动器工作间隙的位置和数量的不同对制动性能的影响,结合理论建模与模拟仿真分析,在同等外形尺寸、同种磁流变液材料的约束下,对T型结构磁流变制动器不同工作状态下的制动力矩和磁场分布进行了研究.基于工作间隙的不同位置和数量,进行了磁路的设计和制动力矩理论建模与计算;通过仿真结果和理论计算结果的对比,对不同位置的工作间隙所产生的制动力矩进行了分析.结果表明,当所使用磁流变液的材料、制动器的外形尺寸一致的情况下,对比制动力矩的仿真分析结果和理论计算结果,两者的相对差值在盘式工作状态下大于筒式工作状态.其中,盘式工作状态下,间隙A的相对差值最大;筒式工作状态下,间隙D的相对差值最小.进一步地,间隙D在单位磁动势下产生的制动力矩最大,表明该工作状态下制动器的能量利用率最高.研究结果为T型结构磁流变制动器的设计研究提供了理论参考.     

双盘式磁流变制动器的结构设计和性能研究

为在有限空间内实现较大功率的车辆制动的自动化和智能化,设计了一种工作在剪切模式下的双盘式磁流变制动器,分析了其工作原理,对其制动力矩的的理论计算公式进行了推导。使用有限元软件对制动器的磁路进行了磁场仿真,利用仿真结果经计算得出了其制动力矩值,在MATLAB软件上对计算结果进行拟合,得出了制动器励磁电流和制动力矩之间的函数关系。结果表明了该磁流变制动器制动力矩能够满足大多数中小型车辆的制动需求且易于实现制动力矩的线性控制。     

盘式磁流变液制动器的设计与分析

磁流变液制动器是一种利用磁流变液剪切应力来进行制动的装置，它的制动力矩随外加磁场的变化迅速变化。本文在理论上给出了盘式磁流变液制动器的设计方法，推导出了磁流变液产生制动力矩的方程，得出了盘式磁流变液制动器中磁流变液体积、厚度等的计算公式，为盘式磁流变液制动器的设计奠定了理论基础。     

搅拌式磁流变体制动器的试验研究

磁流变体是一种智能材料,近年来在制动等工程领域有着广泛的应用.本文提出了搅拌型制动器模型的设计,通过试验确定了该制动器搅拌磁流变体时产生制动力矩的制动特性,并与常用的剪切型,磁流变体制动器作了比较.     

并联液流通道结构的磁流变制动器电磁场和温度场特性分析

为了改善磁流变制动器的制动性能,提出一种并联液流通道结构的磁流变制动器.通过合理利用材料的导磁特性,使磁流变制动器内部的3层轴向阻尼间隙均被利用,有效提升了制动性能.建立了并联液流通道结构的磁流变制动器的力学模型,并对磁流变制动器进行了电磁场仿真分析;由仿真分析可知,磁流变制动器在转速为400 r/min时,最大制动转...     

Novel magnetorheological brake with self-protection and water cooling for elevators

This study aims to design a magnetorheological (MR) brake with self-protection and heat dissipation functions for elevators. Using permanent magnet system technology, the MR brake can not only form a double magnetic field with excitation coils to improve braking torque under normal operation but also provide braking torque for protection in case of power failure. In addition, a cooling channel is designed in the braking shaft of the MR brake to ensure effective heat dissipation of the MR fluid. In this work, the structure, material, and magnetic circuit of the MR brake is first developed. Then, finite element, magnetic field, and thermal field analyses are conducted on the brake. Finally, a prototype of the brake is produced, and its performance is tested. Results show that the braking torque, especially the self-protection function, meets the demands of the elevator; the increase in temperature during braking is minor; and the noise level is low.     

磁流变液制动器的设计与制动性能测试

磁流变液制动器是一种可控回转阻力的新型制动装置。本文设计并制作了一种盘式磁流变液制动器 ,对其制动力矩进行了静态测试。实验表明 ,在使用自制的磁流变液的条件下 ,最大制动力矩达到 10 N· m。文中还分析了影响磁流变液制动器制动性能的因素     

A new magnetorheological brake`s combined materials design approach

Increase of magnetic flux density intensity, in certain parts of a Magnetorheological (MR) brake, was researched in order to improve MR brake`s overall braking properties. This paper proposes a new combined materials approach. New approach achieved magnetic flux density path routing. To verify the effect, two MR brake prototypes: The conventional one and the combined materials one, have been designed, manufactured and tested. Both prototypes had the same geometry. The construction material’s magnetic properties had to be determined by measurements. To increase the overall braking torque, the combined materials MR brake prototype featured non-magnetic housing materials and has successfully yielded significantly larger overall braking torque compared to the conventional MR brake.     

电磁旋转涡流制动特性分析和力矩模糊控制方法研究

运用理论分析法和有限元计算方法,研究电磁旋转涡流制动器的制动特性。介绍制动器的基本结构与工作原理,并结合磁路分析法与分层理论,推导出制动盘中的涡流密度及涡流损耗公式,解析得到制动力矩的理论公式。结果显示,制动力矩同线圈匝数及励磁电流乘积的平方成正相关,而且受气隙长度、制动盘厚度、电磁材料的磁导率与电导率影响;建立旋转涡流制动器的三维有限元模型,验证了理论结果的有效性,并进一步研究制动器的几何参数与电磁参数对制动特性的影响规律,得到适用于列车紧急制动工况的制动器参数;根据制动特性曲线建立制动器的参数模型,设计了模糊控制器以改善高速区间内列车制动的平稳性。所提出的制动力矩理论推导、制动特性分析及控制器设计方法可以为涡流制动器的总体设计及优化研究提供借鉴。     

车辆联合制动模糊控制研究

履带车辆普遍采用液力和机械联合制动的方式.为了提高和改善车辆减速制动性能,需要设计恰当的控制和操纵方式.基于对某新型牵引-制动型液力变矩减速器和湿式多片机械制动器的研究及模糊逻辑控制理论,建立了某型车辆联合制动模糊控制的仿真模型,通过液力变矩减速器和机械制动器的协同工作,实现了车辆的恒力矩制动.     

涡轮式粘性制动器结构优化仿真研究

黏性制动器也称液黏制动器,相比于传统的干式摩擦制动器以及湿式摩擦制动器,黏性制动器由于将制动时产生的热通过内部液体转动耗散,且转子与定子间相隔距离较大,因此其散热较为均匀,且对转子和定子的磨损较小,制动器使用寿命较大。研究的目的在于明确涡轮式黏性制动器的制动过程影响因素。通过对现有的涡轮黏性制动器产品进行结构分析,建立一个合理的简化模型;通过涡轮式黏性制动器工作原理,推导其制动力矩公式;通过改变移动挡板位置转子输入转速分析各个工况对应的制动力矩;通过比较各个工况下的制动力矩以及制动器内部压力场、气穴分布提出一个较优的制动配置方案,有利于促进对于涡轮式黏性制动器的深入研究。     

曳引电梯磁流变制动装置的温度特性研究

针对现有曳引电梯使用的机械式制动器存在的运行冲击大、噪声大的缺点,设计了一种新型磁流变制动装置。该装置具有双线圈结构,且考虑了有利于整体散热的冷却液流道,满足电梯制动应具有的较大的制动力矩和良好散热功能的要求。基于装置的热传导过程数学模型,采用有限元法对装置空载运行和紧急制动典型工况的温度场进行数值仿真分析,研究采用水冷却提高装置散热性能的有效性,揭示典型工况下装置关键部位的温度变化规律,并通过实验方法验证其是否处于合理的工作温度范围。仿真与实验研究结果表明：在典型工况下,温度对曳引电梯磁流变制动装置的制动力学性能有较大影响,所设计的有效冷却条件使装置能满足电梯运行工况要求。     

RELIABILITY ANALYSIS OF CRANE BRAKE PARAMETERS

The high failure rate of crane brake results from improper choice of braking torque. The mathematical model of reliability for the crane brake parameters is introduced. Based on large amount of actual data the parameter reliabilities of 5-50 t general overhead travelling cranes are calculated, the probabilities that the braking torque is less than the static torque acting on the axle when the load moves down are obtained. Moreover, the ways to improve the reliability of brake parameters are discussed, the most reasonable values of braking safety coefficient are given.