形状记忆合金与磁流变液交替传动性能研究

针对磁流变液在高温下传动性能下降等缺点,提出一种形状记忆合金与磁流变液交替的传动方法。基于形状记忆合金的热力学效应,推导了弹簧挤压力与温度的关系式,并通过实验验证了方程的正确性;对传动装置的磁场进行有限元分析,得出了工作间隙沿径向的磁场分布;基于形状记忆合金弹簧热驱动特性,建立了摩擦转矩与挤压力、结构尺寸等参数的关系。结果表明,形状记忆合金弹簧产生的挤压力随温度升高而增加;温度低于40℃时,主要由磁流变液传递转矩,转矩可达9.14 N·m;温度在40℃~60℃之间时,磁流变液与形状记忆合金共同传递转矩,转矩可达13.24 N·m;温度高于60℃时,主要由形状记忆合金传递转矩,转矩可达9.40 N·m。随着温度升高,形状记忆合金能代替磁流变液传递转矩,装置能感知温度变化,实现交替传动。

滑环轴向移动距离对温控永磁式磁流变传动性能的影响

针对磁流变液传动装置高温下需提升传动转矩的要求,提出了一种通过温度场控制形状记忆合金弹簧驱动永磁体改变磁流变液工作区域的磁感应强度,从而改变传递转矩的传动方法。使用Maxwell软件,分析了传动装置在不同的轴向滑环移动距离时的磁力线分布和磁感应强度,并得出磁流变液产生的转矩与温度的关系,以及轴向滑环位移距离和传递转矩的关系。研究结果表明,温度从70℃上升至100℃,传递转递的转矩从6.32 N·m上升至16.15 N·m,上升趋势接近于线性,所以得出结论:随着温度的升高,装置传递转矩增大。