振动能量采集型磁流变阻尼器发电性能研究

为了解决磁流变阻尼器对外部电源的过度依赖以及避免其断电失效的风险,设计了一种结构简单、可实现振动能量采集的磁流变阻尼器。该阻尼器由基于磁流变效应的减振装置和基于电磁感应原理的发电装置组成。首先,基于磁路欧姆定理建立了电磁感应发电装置的振动能量采集数学模型;其次,应用MATLAB软件进行发电装置发电性能分析,研究了装置发电性能与结构设计变量之间的关系;接着,采用COMSOl软件对2种不同永磁体组结构的发电装置进行了电磁仿真分析与对比,重点分析了发电装置永磁体组高度对发电性能的影响;最后,仿真分析了不同振动频率和幅值对装置发电性能的影响。结果表明:在一定范围内,感应线圈绕线槽高度值与发电性能指标值基本呈线性关系,永磁体组高度、导磁垫片高度与绕线筒径向厚度均存在最优值。无论在何种频率或幅值振动激励下,永磁体组高度为30 mm的发电装置单线圈感应电压的峰值比永磁体组高度为20 mm的大42.5%左右,输出功率峰值大22.3%左右。研究结果可为提高振动能量采集型磁流变阻尼器发电性能提供参考。

内外液流通道筒式磁流变制动器制动性能分析

针对传统磁流变制动器磁场利用率不高的问题,提出了一种具有内外液通道的筒式磁流变制动器;通过在缸筒和旋转套筒中增设非磁性器件,使得磁力线蜿蜒通过内外轴向液流通道的6段有效阻尼间隙,从而使该制动器在外形尺寸不变的前提下能产生较好的转矩性能;阐述了内外液流通道筒式磁流变制动器的结构和工作原理,并对有效阻尼间隙在磁场作用下的磁路进行分析;同时推导建立了制动转矩和温度场数学模型;基于COMSOL软件对磁流变制动器电磁场和温度场进行了仿真分析。由电磁场仿真可知,在外加电流为2.0 A、转速400 r/min时,制动转矩可达101.96 N·m,转矩动态可调范围由1.00增加至29.69;由温度场仿真可知,在多次紧急制动下最高温度为42.88℃,符合磁流变液正常工作范围。