基于有限元方法的磁流变阻尼器多目标优化设计

在分析了影响磁流变阻尼器阻尼性能的参数基础上,建立了磁流变阻尼器的多目标结构优化设计数学模型。结合磁场与结构耦合分析,利用一阶优化有限元法对其进行了优化计算,优化达到了预期的效果,为磁流变阻尼器多目标结构优化设计提供了参考依据。     

内置永磁体的盘式磁流变制动器结构优化设计及仿真分析

为提高传统磁流变制动器制动性能及其安全性,提出一种内置永磁体的盘式磁流变制动器.阐述了内置永磁体的磁流变制动器工作原理,制动器在失电情况下,制动转矩在内置永磁体的作用下仍可维持一个安全值,一定程度上提高了制动器的防故障性能.对制动器磁路进行了分析,同时建立了制动转矩数学模型,利用ANSYS软件对其电磁场进行仿真.以制动器质量和制动转矩为优化目标,采用多目标遗传算法进行优化,得到Pareto最优解集,对其进行相关的赋权,得到制动器最优结构尺寸,对优化前及优化后的磁流变制动器进行对比,发现电流为1A时,制动转矩由80N ·m增加到105 N·m,提升了31.3％;同时制动器质量由5.4 kg减少到4.8 kg,质量减轻了11％.     

内置永磁体的盘式磁流变制动器结构优化设计及仿真分析

为提高传统磁流变制动器制动性能及其安全性,提出一种内置永磁体的盘式磁流变制动器.阐述了内置永磁体的磁流变制动器工作原理,制动器在失电情况下,制动转矩在内置永磁体的作用下仍可维持一个安全值,一定程度上提高了制动器的防故障性能.对制动器磁路进行了分析,同时建立了制动转矩数学模型,利用ANSYS软件对其电磁场进行仿真.以制动器质量和制动转矩为优化目标,采用多目标遗传算法进行优化,得到Pareto最优解集,对其进行相关的赋权,得到制动器最优结构尺寸,对优化前及优化后的磁流变制动器进行对比,发现电流为1A时,制动转矩由80N ·m增加到105 N·m,提升了31.3％;同时制动器质量由5.4 kg减少到4.8 kg,质量减轻了11％.     

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.     

大行程直线电机的磁流变阻尼器优化设计

对应用于大行程直线电机的磁流变阻尼器结构进行了探讨,并应用ANSYS电磁场有限元分析和ANSYS优化设计计算和优化了阻尼器磁路和结构.     

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。     

基于鱼群算法的永磁体-电磁阀式磁流变阻尼器半主动悬架系统

为了提高汽车悬架系统工作性能,对磁流变阻尼器半主动悬架控制系统进行了研究。首先,基于磁流变阻尼器工作原理,将永磁体与电磁阀引入其中,设计新型磁流变阻尼器并建立了仿真模型,示功特性试验结果表明,所设计的新型阻尼器可以满足汽车悬架的使用要求,同时,速度特性试验表明所建立的阻尼器模型具有较高的可信度;其次,基于牛顿定律建立了7自由度整车悬架模型;为了提高悬架控制效果,在对常规鱼群算法进行改进的基础上,设计了适合汽车悬架系统最优控制器的鱼群算法,实现了两者的集成控制;最后,进行了仿真试验。试验结果表明,与被动悬架相比,基于鱼群最优控制算法控制的汽车车身质心垂直加速度、俯仰角加速度、侧倾角加速度分别减小了38.95%、35.12%、35.98%,有效地提高了汽车的动力学性能。     

基于Matlab的磁流变阻尼器优化设计

分析了影响磁流变阻尼器工作性能的主要因素,在此基础之上建立了磁流变阻尼器优化设计的多目标优化模型.借助Matlab优化工具箱对阻尼器的结构参数进行了优化,达到了预期的效果,为阻尼器的制作提供了参考依据.     

蛇形磁路多片式磁流变液阻尼器设计

提出了一种大输出阻尼力矩,低初始阻尼力的小体积多片式磁流变液阻尼器的设计方法。阻尼器内部的导磁元件、隔磁元件和间隙中磁流变液构成闭合的蛇形磁路。针对漏液的问题采用铁磁密封的设计思想,显著减小了转轴处的摩擦力。基于Bingham塑性模型分析了磁流变液的力学特性,导出了阻尼器的力矩模型,采用ANSYS Maxwell软件对阻尼器进行了有限元分析,验证了磁路的准确性,并在原始设计的基础上对阻尼器的结构进行了优化,研制出了一种小体积磁流变液阻尼器。在自主搭建的实验平台上进行力矩测量实验和响应时间测量实验,实验结果验证了该阻尼器具有大输出力矩,低初始阻尼力和低响应时间的特点。阻尼器的直径为33.6 mm,高度为21.6 mm,重约200 g,当输入电流为1.2 A时,产生的力矩为350 N·mm,达到了操作者抓取虚拟物体所需的力矩。     

磁流变阻尼器优化设计与性能分析

利用磁流变液这种智能材料的力学性能 ,制作了一种双出杆磁流变阻尼器。文中主要讨论了磁流变阻尼器结构设计、磁路设计的基本原理 ,并讨论了结构参数对磁流变阻尼器性能的影响 ,最后优化设计了磁流变阻尼器的结构参数 ,给出了磁流变阻尼器结构参数的匹配关系     

用于机床减振的磁流变阻尼器优化设计

以三平动冗余驱动并联机床为研究对象,设计了一种具有位移放大功能的磁流变阻尼器,通过Ansys workbench有限元分析软件,对阻尼器的磁路饱和情况进行模拟仿真和分析,使阻尼器的阻尼出力达到最优。研究结果表明,通过优化使磁场分布更加合理,提高了阻尼器的力学性能,优化方法是可行有效的。     

一种列车垂向磁流变减振器结构优化设计方法

阻尼器是列车减振降噪的关键设备,良好的阻尼器可以显著提高列车乘坐的舒适性。提出了一种基于列车整车阻尼比与磁流变阻尼器出力模型的优化设计方法。将列车模型简化为单自由度系统,使用阻尼比公式计算列车模型垂向减振磁流变阻尼器的最大阻尼力。以最大阻尼力为优化性能约束条件,以使磁流变阻尼器的可调范围最大为目标值,使用Matlab优化工具箱得到磁流变阻尼器的结构参数。以某型列车模型为例,优化设计了用于此模型垂向减振的磁流变阻尼器的参数,证明了方法的可行性。     

永磁体内嵌式超洁净阀及其优化设计方法

面向半导体、生物医药、电子级化工等领域的超洁净流控需求,提出了一种新的永磁体内嵌式超洁净阀结构.将永磁体嵌入超洁净材料(如超纯全氟树脂)所制的阀芯内,通过阀腔外部的永磁体驱动阀芯启闭,从而实现液体介质的超洁净控制.阐述了该超洁净阀的工作原理及优势,对其流量-压损特性进行了仿真计算,并通过不同开口下流体介质对阀芯作用力与...     

基于胞映射算法的转子-挤压油膜阻尼器系统多目标优化设计

将挤压油膜阻尼器设计与转子动力学相结合,使用胞映射方法对定心式挤压油膜阻尼器进行多目标优化设计。阻尼器设计参数为阻尼器径向油膜间隙以及定心弹簧刚度。综合考虑了阻尼器的触底现象、转子系统的动力学响应及稳定性,使用多目标优化设计方法以达到抑制转子过临界转速振幅及支撑外传力的目的。针对所得帕累托集合,对所得全局最优解集进行试验验证,结果表明：该最优解集所得设计变量可满足设计需求,可有效地应用到阻尼器的设计过程。     

旋转式磁流变阻尼器优化设计与力学性能试验

基于磁流变液的Bingham模型,提出一种应用有限元法对旋转式磁流变阻尼器进行优化设计的方法,通过对阻尼器的结构参数进行优化设计,可以充分发挥材料磁性能,从而获得阻尼器的最优电气参数。研制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试验研究,得到了阻尼器的力矩—转速、屈服力矩—电流等力学特性。考虑温度对磁流变阻尼器性能的影响,得到不同温度、不同转速下阻尼器的屈服力矩特性,对磁流变液剪切变稀现象及温度对磁流变阻尼器性能的影响进行分析。     

磁流变减振器磁路结构的参数化优化设计

磁流变减振器是一种新型智能减振装置,而磁流变减振器的磁路结构是磁流变减振器设计的重点,在磁流变减振器磁路结构设计中引入有限元分析的优化设计过程,介绍了ANSYS的参数化编程语言APDL及其在磁路结构优化设计中的应用,并针对某一磁流变减振器的磁路结构运用APDL语言对其进行优化设计。分析结果显示,运用APDL语言对磁流变减振器的磁路结构进行优化设计后,间隙处的磁感应强度明显增加,磁场分布更加合理,是一种有效的磁路优化设计方法。     

磁流变智能阻尼器的工作原理及设计

介绍了磁流变智能阻尼器的结构和工作原理,重点从线圈缠绕方式、结构参数和磁路设计等方面对磁流变阻尼器设计中应注意的一系列关键性技术问题作了详细归纳,并对已设计出的阻尼器进行了实验,分析了磁流变阻尼器的性能,进一步验证了设计方法的有效性和正确性.     

磁流变减振器自供能系统设计研究

针对目前磁流变减振器自供电能量采集装置体积庞大、结构复杂、能量采集效率低等问题,提出了一种盘式永磁电机振动能量采集系统,该系统由滚珠丝杠副结构驱动,集成在双伸出杆磁流变减振器内部。利用有限元软件Ansys/Ansoft Maxwell 3D对盘式永磁发电机进行了静态磁场仿真,得出的气隙磁场与样机实测值吻合;并用瞬态电磁场模块对振幅为5mm不同频率的正弦激励下的空载反电动势和减振器电阻作为负载的场路耦合进行了仿真,仿真结果表明该能量采集系统的可行性和有效性。     

具有并联常通孔的磁流变阻尼器设计与分析

磁流变阻尼器(Magnetorheological damper,MRD)是实现车辆悬架半主动控制的理想器件,然而传统MRD的控制模型及控制过程复杂,严重制约MRD的工程应用。针对上述问题,提出具有并联常通孔的MRD,当电流为零时,磁流变液从常通孔和感应通道流过,实现最小阻尼系数;电流加载至最大时,感应通道被发生流变效应的磁流变液堵塞而充当限压阀的作用,在磁流变液屈服前,液体仅从常通孔流过,实现最大阻尼系数。建立新型阻尼器的阻尼力计算模型,为其设计和阻尼特性分析提供理论依据,并通过磁路仿真和阻尼特性试验验证设计方案的可行性。该MRD尤其适用于与开关类控制策略相结合,不需要复杂的逆模型求解,极大地简化了控制过程,具有较好的实际应用价值。