面向高速的磁流变缓冲器多目标优化设计及性能研究

针对目前磁流变(Magneto-rheological,MR)缓冲器结构的设计主要基于Bingham塑性模型,不能解决高速下设计的问题,提出一种可用于汽车碰撞缓冲系统的MR缓冲器结构优化设计方案。基于修正的Bingham塑性(Modified Bingham-plastic,BPM)模型,以阻尼力和动态范围最大化为优化目标,采用改进的非支配排序遗传算法多目标优化算法(Non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA II)对MR缓冲器的关键几何参数进行优化,通过搭建的跌落试验平台对MR缓冲器的工作特性进行试验研究。研究结果表明,与Bingham塑性模型相比较,BPM模型能够较好地预测高速下MR缓冲器的力学特性,试验结果与理论计算一致,采用BPM模型可提高设计的精度;采用多目标优化设计方法,可为MR缓冲器设计提供一系列的Pareto优化前沿解,形成不同系列的设计方案,这对MR缓冲器的工程应用具有重要的意义。

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。