磁流变减振器的电磁-流体耦合场有限元分析

根据磁流变减振器的特点,在多物理量耦合有限元分析软件包FEMLAB中建立磁流变减振器的有限元模型.对磁流变液的流变特性作适当的简化与假设,将磁场有限元计算的解转变为磁流变液流动时所受阻力的分布,采用序贯耦合法来求解磁流变减振器中的电磁-流体耦合场,并计算磁流变减振器在激励下的响应,为磁流变减振器的设计提供依据.     

基于液-固耦合有限元分析方法的气-液型减振器补偿阀性能研究

通过实验和有限元模拟,对比分析了轿车悬架双筒式气-液型减振器的两种典型结构的油液补偿阀工作性能的差异。利用ADINA有限元分析软件分别建立了两种补偿阀的结构动力学模型和流体动力学模型,进行了油液补偿阀的液-固耦合动态响应计算分析,得到了两种补偿阀的非线性节流特性、流场特性以及补偿阀阀片的动态响应特性。分析表明,两种补偿阀的节流孔结构不同,导致二者的补偿能力具有较大的差异,从而使得此二种减振器的空程性畸变临界速度点具有较大差异。当流量较大时,节流孔的节流作用对补偿阀的性能影响较大,通过合理设计节流孔结构,可以有效地提高双筒式气-液型减振器的空程性畸变临界速度点,提高减振器的高速工作性能。     

基于整车分析的磁流变减振器优化研究EI北大核心CSCD

针对现有车用磁流变减振器设计优化过程中的不足,全面分析了设计参数约束关系并筛选出核心设计参数。针对磁场中的重要设计参数设计动态约束条件,并基于磁场有限元仿真结果采用神经网络来拟合参数边界模型,缩小优化范围;基于天棚阻尼控制思想设计了多参数反馈整车控制算法并进行了参数优化。创建了包含整车模型、控制器模型、减振器模型、执行器响应模型的联合仿真平台,以车身总加权加速度为指标,使用遗传算法对减振器设计参数进行了全局优化,结果表明优化后的减振器能更好的满足悬架控制需求,配合整车控制算法可以有效改善车辆行驶平顺性。     

冲击载荷下永磁式电涡流减振器设计及动态特性分析

为研究轮式车辆的电涡流减振器在行进间冲击载荷下的动态特性,结合电涡流理论设计了一种永磁式电涡流减振器,并基于等效磁路模型和麦克斯韦方程分析了其导体筒表面空气间隙处磁感应强度与阻尼力之间的关系;同时,利用有限元法对永磁式电涡流减振器的静、动态磁场分布进行了研究,并分析了不同结构参数对其阻尼特性的影响及不同运动速度下的示功特性曲线。通过建立1/4车辆悬架动力学模型和基于高斯滤波白噪声的随机路面激励模型,对车辆行进间冲击载荷下永磁式电涡流减振器的动态特性进行了分析。结果表明：永磁式电涡流减振器的磁场在动态条件下会发生退磁以及磁感线趋速聚集现象,各结构参数对其阻尼特性的影响较大;永磁式电涡流减振器的响应速度快,压缩、复原阻尼力恒定且平稳,可以高效、快速地消除轮式车辆越野时受到的路面激励和车载武器射击时的冲击载荷,能够有效抑制车体振动。研究结果对提高轮式车辆的越野机动性以及车载武器的射击精度具有重要意义。     

基于整车分析的磁流变减振器优化研究

针对现有车用磁流变减振器设计优化过程中的不足,全面分析了设计参数约束关系并筛选出核心设计参数。针对磁场中的重要设计参数设计动态约束条件,并基于磁场有限元仿真结果采用神经网络来拟合参数边界模型,缩小优化范围;基于天棚阻尼控制思想设计了多参数反馈整车控制算法并进行了参数优化。创建了包含整车模型、控制器模型、减振器模型、执行器响应模型的联合仿真平台,以车身总加权加速度为指标,使用遗传算法对减振器设计参数进行了全局优化,结果表明优化后的减振器能更好的满足悬架控制需求,配合整车控制算法可以有效改善车辆行驶平顺性。     

磁流变液减振器的磁路设计方法研究

针对传统的磁流变减振器磁场利用率不高的问题,提出了一种基于多级径向流动模式的磁流变减振器。以磁流变液作为控制介质,研究其流变学特性与磁化特性;选择相应的软磁材料,利用多项式描述其磁化特性,并辨识相应的参数。根据动态磁路设计理论,建立磁路分析模型,确定工作间隙内磁感应强度与励磁线圈激励电流的理论关系。为了验证理论推导的正确性,利用有限元分析软件对阻尼调节器内的磁路进行仿真,并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减振器,利用型号为A1322ELHLT-T3的霍尔传感器对其工作间隙的磁感应强度进行检测,与理论结果进行对比分析。     

航天某薄壳结构有限元法减振设计及验证

为了提高航天产品的抗振动环境能力,有必要对产品进行减振设计。用有限元分析法对航天某薄壳结构进行动态特性分析,进而进行减振器动态特性设计,并通过试验进行设计验证。根据产品特点及减振要求给定减振器基本结构形式,根据基本理论计算确定减振器初始参数,建立产品和减振器有限元模型,用仿真的方法进行减振器动态特性设计、结构尺寸优化,用振动台试验的方法对设计进行验证。试验结果表明,所设计的减振器实现了三个方向的减振,达到了减振目标要求,所采用的有限元分析方法是有效的。     

磁流变夹层简支梁的有限元分析

智能材料——磁流变液(MRF)的流变特性如粘性、剪切弹性模量等随外加磁场可迅速、可逆变化,MRF可用于复合智能夹层梁板结构。建立了MRF简支夹层梁有限元模型,分别形成每层的单元矩阵,推导了MRF夹层梁的动力学方程,研究了上下面板为铝板条的MRF夹层梁的振动特性,进行了实验验证,计算与实验结果吻合较好:随着外加磁场强度的增加,梁的固有频率和损耗因子均增大,说明磁流变液在外加磁场作用下对夹层梁有显著的抑振作用。     

基于硅油减振器的螺纹旋风铣削刀盘系统抑振研究

螺纹旋风铣削的多刀具断续切削方式将加剧刀盘与工件间的交互冲击,引起刀盘系统的扭振,影响加工质量。以旋风铣削刀盘系统为研究对象,针对其在周期性切削力矩下发生扭振的特点,提出在铣削刀盘上安装硅油式减振器的抑振方案,进而建立基于硅油式减振器的旋风铣削刀盘系统动力学模型,对模型进行幅频特性分析,并对有无减振器两种方案下旋风铣削刀盘系统的动力学响应特性进行分析,以研究硅油式减振器对旋风铣削刀盘系统的减振效果。结果表明：硅油式减振器可有效地减小旋铣刀盘系统在不同切削频率下的振幅。当系统发生共振时,基于硅油式减振器的旋铣刀盘系统的响应幅值可降至7.10×10-4rad,降低了刀盘系统的扭振对螺纹工件加工质量和刀具寿命等的影响。     

基于剪切式磁流变减振器的车辆侧倾与平顺性协调控制

车辆转向时,由于普通磁流变减振器在低速下无法提供较大的阻尼力,难以有效对车辆进行侧倾控制,针对此问题,设计了一种具有低速大阻尼特性的剪切式磁流变减振器,以提升车辆的抗侧倾性能。对剪切式磁流变减振器的结构和磁场进行设计,并建立剪切式磁流变减振器阻尼力模型;通过Simulink仿真得到该减振器的输出特性曲线,并建立磁流变减振器多项式数学模型;建立车辆六自由度转向-侧倾动力学模型,基于限幅最优控制设计车辆侧倾和平顺性协调控制器,并运用MATLAB软件对磁流变半主动悬架限幅最优控制双移线工况进行动力学仿真。仿真结果表明:当车辆转弯时,相较于常规模式,抗侧倾模式下车身侧倾角和横向载荷转移率显著减小,同时车身加速度、轮胎动载荷及悬架动挠度等参数有一定的改善。研究表明剪切式磁流变减振器能够有效抑制车辆转弯时的车身侧倾,改善车身姿态,同时使车辆保持良好的平顺性,提升了车辆的弯道通行能力,防止车辆侧翻事故发生。研究结果可为磁流变半主动悬架在车辆侧倾控制中的应用提供理论支持。     

磁流变液阻尼器响应时间的试验研究及其动态磁场有限元分析

摘 要：首先,试验测试了不同速度和电流变化下,大吨位磁流变液阻尼器的响应时间;然后,对激励电流变化时阻尼器的磁场变化进行了有限元模拟,基于阻尼器间隙内磁流变液剪切屈服强度的变化考察了阻尼器的响应时间,并与试验数据做了比较。最后,研究了涡流和阻尼器电磁回路中电流响应时间对阻尼力响应时间的影响。结果表明,可以用有限元模拟得到的间隙内磁流变液的平均有效剪切屈服强度的时程曲线来研究磁流变液阻尼器的响应时间;电磁响应时间是阻尼力响应时间的决定因素,减小阻尼器中的涡流是缩短磁流变液阻尼器响应时间的重要途径;电流下降时涡流对阻尼器磁路的影响要大于电流上升的情况;无论是上升还是下降,电流初值越小,涡流对阻尼器磁路的影响越大,阻尼力响应时间也越长。研究还表明,缩短电流的响应时间,会带来更大的涡流,并不一定能缩短阻尼力的响应时间。     

HTR-10控制棒磁涡流阻尼器研究

高温气冷堆控制棒磁涡流阻尼器是控制棒传动机构中的重要部件，其主要作用是利用磁涡流阻尼效应来降低事故落棒过程中的落棒速度，养活事故落棒对传动机构所造成的冲击。本文采用有限元分析方法，对磁涡流阻尼器的磁场进行了模拟和计算，分析了阻尼器的内部结构尺寸和环境温度对其工作特性的影响。并通过传动机构的性能试验，验证了有限元模拟计算以及阻尼器设计的合理性和可靠性，同时证明了从理论上对阻尼器进行前期设计的可行性。     

基于磁流变液阻尼减振器的建筑结构半主动控制研究

基于相似理论，制作了某3层建筑结构的相似结构，建立了一个4自由度的振动系统；根据结构的振动特性对磁流变液阻尼减振器进行了优化设计，求得了磁流变液阻尼减振器的质量、阻尼系数及刚度；设计一套用于建筑结构的半主动振动控制测试系统，对磁流变液阻尼减振器的减振效果进行了试验研究，在同时考虑结构固有频率以及外界磁场强度的情况下，安装磁流变液阻尼减振器能使结构的振幅明显减小，整个振动过程较为稳定，验证了磁流变液阻尼减振器的减振效果。     

基于Maxwell的磁流变阻尼器的磁路有限元分析

系统地分析了磁流变阻尼器磁路的材料选择，设计计算方法，以及在设计时应该注意的因素。应用Maxwell电磁场分析软件，对所建立模型进行了仿真分析。分析发现，对活塞进行倒角处理后，倒角部分漏磁进一步增加，降低了磁路的利用率，但是在间隙内部磁场分布相对均匀，所以合理地选择阻尼通道的长度和间隙的大小是至关重要的。     

Large low-speed hydro-generators ? unbalanced magnetic pulls and additional damper losses in eccentricity conditions

A combined analytical and numerical method for computation of unbalanced magnetic pulls (UMPs), damper bar currents and losses of laminated low-speed hydro-generators in eccentricity conditions under no-load is presented. The described method takes into account saturation effects and the damping effects of the damper winding in the calculation of the UMPs and the damper bar currents. The combination of magnetostatic two-dimensional (2D) finite element field calculations and an analytical resolution of electrical circuit equations results in a precise prediction of the damper bar currents and of the UMPs. At the same time, simulation time is drastically reduced compared to transient magnetic 2D finite element simulations.The presented method was verified on several examples, comparing the obtained results (damper bar currents and UMP) to the results obtained from transient magnetic finite element simulations.     

基于有限元方法的磁流变阻尼器性能的仿真研究

研究了采用ANSYS有限元仿真工具对磁流变(magnetorheological,MR)阻尼器性能进行仿真预估的方法.针对具有相对位移自传感功能的磁流变阻尼器,通过对其二维静磁场有限元模型的仿真分析可以得到阻尼通道区的磁场分布.借助有限元仿真分析结果和磁流变阻尼器混合工作模式的阻尼力学模型,建立了基于MATLAB/SIMULINK工具的磁流变阻尼器的性能预估仿真模块,可以获得阻尼器的阻尼力特性.     

逆变型磁流变阻尼器的设计及性能试验

首先介绍磁流变阻尼器（Magneto—rheological Damper）的设计原理，设计制作了一种新型的阻尼器一逆变型MR（Magneto-rheological）阻尼器，并在小振动台上对其进行了性能试验，重点研究此阻尼器在高频（10～50Hz）下的工作性能，并采用修正的Bouc-Wen模型，结合试验结果，确定了其中的模型参数。所得到的结论：（1）将永久磁场和电流磁场结合起来从而实现阻尼器的逆向控制的设计思路时可行的，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；（2）所采用的修正的Bouc—Wen模型能较好地模拟阻尼器的高频性能，为此种阻尼器在高频波下的应用提供了理论依据；（3）试验结果表明：阻尼力一位移滞回曲线比较饱满，阻尼力一速度曲线基本符合理论假定。在15～50Hz频段内，修正的Bouc—Wen模型中的各参数取值较为稳定。     

一种剪切式磁流变车削减振器的设计与减振试验

将智能材料——磁流变液应用于外圆车削振动控制的研究中。针对普通CA6140车床的结构,通过结构设计、磁路设计研制了一种剪切模式的磁流变车削减振器。建立了基于磁流变减振器的车削系统动力学模型,并通过仿真验证了减振效果。利用有限元法对减振器的磁路进行了优化,优化后磁路面积相对初始设计减小24%,使减振器结构更紧凑,且磁场在非磁流变区域的损耗减小,从而提高了减振器的工作效率。建立外圆车削减振试验系统来对磁流变减振器的减振效果进行试验研究,结果表明减振器可以对车削振动进行有效地控制。     

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。