叶片式磁流变液减振器的结构设计及磁场分析

介绍一种基于传统叶片式液压减振器设计的叶片式MRF减振器的工作原理,提出两种结构方案.利用ANSOFT电磁场分析软件对两种不同方案的减振器进行磁场有限元分析,得到磁场分布相对比较理想的一种方案.采用磁场有限元分析的方法对叶片式MRF减振器的结构设计进行优化,可以有效提高减振器的性能.表明有限元分析方法在磁流变液减振器磁路设计中具有重要的应用价值.

叶片式磁流变液减振器结构设计与优化

基于传统叶片式减振器设计了符合"失效-安全"特性的磁流变减振器(magneto-rheological fluid damper,简称MRFD),并建立MRFD的阻尼力矩计算模型,分析可调系数的影响因素,为其设计提供理论依据。受结构和空间的限制,磁路设计和优化是保证MRFD性能的关键。利用有限元软件对设计的MRFD进行三维非线性磁场仿真,发现铁芯容易成为整个磁路的瓶颈。经过对一定安装空间内绕组的优化,大幅度提高了阻尼通道内的磁感应强度。仿真结果表明,该MRFD设计方案能控制从非预设缝隙泄露的磁流变液(magneto-rheological fluid,简称MRF),增大了MRFD阻尼力矩的可调范围,保证了减振器的可靠性。实验结果表明,所设计的MRFD工作稳定,耗功能力好,满足实车应用的需求。

三阶段叶片式磁流变液减振器设计与磁路仿真

介绍了车用缝隙式阻尼型和孔式阻尼型叶片MRF减振器的磁路设计方案,并针对缝隙式阻尼型相对于孔式阻尼型间隙处磁感应强度小的不足,提出了采取切向放置铁芯的三阶段叶片式MRF减振器的设计。根据ANSOFT电磁场分析软件的仿真分析结果,该设计可增强缝隙处的磁场强度,并提高其均匀性。

回转叶片式磁流变液减振器的研究

磁流变液是一种新型智能材料,在外加磁场作用下,液体黏度发生很大的变化。将磁流变液材料应用于车辆减振器上,通过理论及试验分析,这种叶片式磁流变液减振器提供的阻尼力可完全替代被动式叶片减振器,并具有更优良的控制性和适应性。磁流变液减振器是一种基于工作液可控特性的新型可控减振器,以磁流变液作为减振器的工作液,并在减振器中设计有电磁线圈,电磁线圈产生的磁场作用于减振器的工作液,通过控制电磁线圈电流的大小来改变磁流变液的黏度,实现阻尼可调的目的。

叶片式车载磁流变液缓速器研究

叶片式车载磁流变液缓速器在车辆上还没有使用,本研究从理论分析、结构设计、实验测试等方面开展研究工作,利用SC-810电机测试与分析系统进行测试,解决了叶片式车载磁流变液缓速器磁场快速消磁的问题,研究结果显示磁场强度和电流呈线性关系,可以精确控制缓速效果,证明该型缓速器在车辆应用是可行的。

磁流变液减振器性能试验研究

针对单一的性能评价指标无法表征磁流变液减振器的整体性能、难以实现减振器工作性能最优化的问题,采用试验测试方式,结合最大输出阻尼力、响应时间、示功曲线饱满程度等多个性能评价指标分析减振器在不同外部激励电流与激振速度下性能的变化规律。研究表明:最大输出阻尼力随外部激励电流的增大而增大,且输出阻尼力在活塞运动速度较小时受活塞运动速度的影响较大,在活塞运动速度足够大时受活塞运动速度的影响较小;活塞运动速度的增加会缩短减振器响应时间,阶跃电流的大小对响应时间的影响较小,但减振器的阶跃下降响应时间比阶跃上升响应时间长;在减振器装配过程中常存在的磁流变液灌装不足与体积补偿装置气体压强选择不当的问题会造成示功曲线发生畸变导致减振器的能量耗散性下降。研究结果可为磁流变液减振器的性能优化提供参考依据。

单筒式磁流变减振器阻尼力计算方法研究

磁流变减振器具有结构简单、响应时间短、阻尼力大且连续可调等一系列优点,是目前研究的热点。然而在磁流变减振器的阻尼力计算及半主动控制理论等方面仍然存在许多问题。针对这些问题,设计一种单筒式磁流变减振器,并提出一种单筒式磁流变减振器阻尼力计算方法。首先建立了单筒式磁流变减振器阻尼力模型;其次,建立了单筒式磁流变减振器磁域模型,利用仿真软件得出磁场分布;最后通过实验得出铁心进、出口磁通密度与线圈电流间的关系。结果表明,流道进、出口处的磁通密度与线圈电流成线性变化规律,阻尼力随线圈电流的增加呈现先增大后减小的变化规律。在不通电流时,阻尼力随铁心运动速度的增加而增大;通入电流后,阻尼力受铁心速度的影响很小;阻尼力随铁心与缸筒间隙的变大而明显减小,并且随着间隙的增加,铁心运动速度对阻尼力的影响也减小。

回转叶片式磁流变减振器的特性研究

在一定假设的基础上,建立了回转叶片式磁流变减振器的阻尼力计算模型,通过原理性试验验证了理论分析的合理性,提出了可调倍数的概念,指出了获得较大的可调倍数是回转叶片式磁流变减振器获得实际应用的关键技术。对如何提高可调倍数提出了一些看法。

回转叶片式磁流变减振器的结构设计与建模分析

对回转叶片式液压减振器进行了结构改造,设计了一种新型的磁流变减振器,还进行了阻尼力的理论建模,对其阻尼特性作了理论分析,在此基础上对减振器的结构设计提出了改进,对阻尼力的理论模型加以修正。

回转叶片式磁流变减振器阻尼特性分析

介绍了回转叶片式磁流变减振器的结构和工作原理,基于平板模型得出了其阻尼力和阻尼可调系数的计算公式.对自行研制的回转叶片式磁流变减振器的阻尼可调系数与阻尼孔内流速的关系等进行了理论分析．通过深入分析该型减振器的阻尼特性,为其在车辆悬挂系统半主动控制中的应用奠定了基础．

复合馈能磁流变减振器的设计和仿真

为提高车辆悬架的馈能效率,针对单筒减振器需要体积补偿的特点,提出一种基于直线馈能和滚珠丝杠馈能相结合的新型单筒复合馈能磁流变减振器的结构方案,并建立相应的力学模型和馈能模型。利用MATLAB进行虚拟台架试验,研究其力学特性。将模型引入1/4车二自由度悬架系统数学模型中,使用Simulink进行随机路面仿真试验。仿真结果表明:该悬架在天棚控制下,悬架动挠度和轮胎动载荷分别降低了44.4%、28.8%;相较于直线馈能磁流变减振器,复合馈能磁流变减振器馈能效率明显提高;车辆以40 km/h的速度通过C级路面,直线馈能减振器的馈能效率为9.3%,而复合馈能减振器的馈能效率为14.6%。

单筒充气型轿车磁流变液减振器研究

针对传统的双筒型磁流变液减振器底阀容易堵塞和单筒浮动活塞密封困难的问题,提出了一种单筒复合节流充气气囊补偿的磁流变液减振器。利用实验数据辨识了磁流变液的Herschel-Bulkley本构模型参数;建立了环形阻尼通道内磁流变液准稳态流动微分方程,利用Herschel-Bulkley本构模型得出了磁流变液速度分布表达式;研究了非牛顿流体环形通道节流、牛顿流体小孔节流和气囊补偿共同作用下的阻尼力计算方法。根据某轿车悬架参数要求,设计制作了磁流变液减振器样机;利用WDTS型油压减振器实验台对其进行了示功特性测试。测试结果表明:在不同电流激励作用下,磁流变液减振器的理论阻尼力值和测试值吻合较好,所提出的分析方法是合理的。

汽车磁流变液减振器阻尼力计算方法

针对磁流变液在剪切流动中存在剪切稀化特性,根据流体力学N-S方程,建立了基于Her-schel-Bulkley模型的准稳态平板Poiseuille流动方程,得出了磁流变液在阻尼通道中流动的速度分布函数,分析了磁流变液的剪切稀化效应对阻尼通道磁流变液流动的影响,推导了汽车磁流变液减振器阻尼力计算表达式,对汽车磁流变液减振器产生的阻尼力进行理论预测研究。按照长安之星微型汽车技术要求,设计和制作了微型汽车磁流变液减振器,并对其进行了试验测试,测试结果表明:所提出的分析方法是可行的。

三阶段活塞式磁流变液减振器磁路的试验研究

磁流变液减振器是新型的智能化减振装置 ,在汽车、机械以及土木工程减振领域具有广泛的应用前景 ,磁路设计是决定此类减振器性能的关键技术之一。研究了三阶段活塞式磁流变液减振器的两励磁线圈在不同情况下的励磁特性。研究表明 ,放置在空气中的两线圈产生的磁场强度在各阶段具有矢量叠加性 ,两线圈电流方向的异同对其在各阶段产生的磁场强度的总和没有影响。

车用双筒盘形缝隙式磁流变液减振器阻尼特性实验研究

设计出一种盘形缝隙式双筒磁流变液减振器(MRD)的结构并描述了其工作原理。对联合研制的盘形缝隙式双筒MRD的阻尼力随电流、位移、缝隙高度和频率等参数变化规律进行了试验研究。试验结果表明盘形缝隙式双筒MRD的阻尼力随着控制电流的增大呈非线性增加;峰值阻尼力可调系数和耗功能力可调系数均随频率增大呈非线性减小,相反却随缝隙高度的增大呈非线性增加。通过分析该型MRD的阻尼特性,为其在装甲车悬挂系统半主动控制中的应用奠定了基础。

剪切阀式磁流变液减振器磁路设计方法

磁流变液减振器是新型的智能化减振装置,在汽车、机械以及土木工程减振领域具有广泛的应用前景。设计磁路是设计此类减振器一个关键技术。这里研究了在土木及汽车减振领域最具应用潜力的剪切阀式磁流变液减振器的磁路设计计算方法。发现了磁路最小断面面积是影响磁场强度的的关键因素之一,进而提出了磁路设计中应该注意的几个基本问题。

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。

磁流变液减振器模拟工况实验台控制策略研究

为提高磁流变液减振器模拟工况实验台的控制精度,设计了基于扩张状态观测器的自抗扰控制器.该控制器为系统的目标期望信号安排了合理过渡过程,将系统的外部扰动和内部扰动作为广义扰动,设计了扩张状态观测器,利用扩张状态观测器利用系统输出的测量值来估计系统的状态变量和广义扰动的实时作用量,并在控制过程中对广义扰动进行补偿.仿真分析和实验结果表明,该控制器能够降低液压伺服系统固有的非线性和大范围变化的阻尼负载挠动对实验台鲁棒性能的影响,使实验台获得较高的控制精度和抗干扰能力.

多级径向流动型磁流变液减振器理论与实验

针对轴向流动型磁流变液减振器有效阻尼通道短和磁场利用率不高的问题,提出一种多级径向流动型磁流变液减振器;建立了磁流变液径向流动控制方程,并对其进行了合理简化,采用双粘本构模型导出磁流变液径向流动速度的表达式;利用定积分法分析了磁流变液惯性效应对径向压力梯度影响;得出了基于准稳态与非稳态流动的磁流变液减振器阻尼力计算方法。为了验证理论分析的合理性,按照轨道车辆抗蛇行减振器的技术要求,设计制作了多级径向流动型磁流变液减振器,利用J95-I型油压减振器实验台对其进行了阻尼特性实验,比较了不同激励电流下的磁流变液减振器阻尼力的实验值与理论值。

磁流变液减振器

磁流变液是一种新型的智能材料。磁流变液的快速流变性能使其广泛用于制造减振阻尼器、制动器、离合器、抛光装置和液压阀等。本文主要介绍了磁流变液在减振器上的应用。