具有内外线圈结构的磁流变阀压降性能分析

多线圈磁流变阀的设计多采用线圈并排放置结构,不可避免地增加了磁流变阀轴向长度和体积。基于此,本文创造性地提出并设计了一种具有内外线圈结构的磁流变阀,建立了磁流变阀的压降数学模型,使用COMSOL软件对磁流变阀进行磁流场仿真分析,得到了不同通电条件下磁流变阀的磁感应强度分布及压降变化。仿真结果表明,里层流道不受外线圈电流影响,中层及外层流道不受内线圈电流影响。同时得出了在内线圈单独通电、外线圈单独通电以及内外线圈同时通电时磁流变阀的输出压降以及压降可调范围。

径向流磁流变阀动态性能及阀控缸系统阻尼特性研究

针对目前磁流变阀输出压降较小的缺点,设计了一种可有效提高压降的径向流磁流变阀,分析了其工作原理及压降数学模型.搭建性能测试实验台对不同加载电流及不同流量下的径向流磁流变阀压降及响应性能进行试验分析;同时对磁流变阀控缸系统进行了阻尼特性分析,分别测定了不同电流、频率及振幅下的动力性能.结果表明,以径向流磁流变阀为核心元件的阀控缸系统能够输出较大阻尼力,最大阻尼力达5 kN;系统响应迅速,电流1.2 A时压降可达3.2 MPa,响应时间在100~150 ms之间.输出阻尼力连续可调,同时输出阻尼力受活塞杆运动速度影响很小,阀控缸系统能在各种工况输出稳定阻尼力.

两级径向流蜿蜒式磁流变阀结构设计与动态性能分析

设计了一种具有复杂液流通道结构的两级径向流蜿蜒式磁流变阀,其液流通道主要由2段圆环轴向流、4段圆盘径向流及3段中心小孔流组成。阐述了两级径向流蜿蜒式磁流变阀的工作原理,并推导了其压降数学模型。采用有限元法（FEM）对两级径向流蜿蜒式磁流变阀电磁场进行了建模仿真,分析了磁流变阀压降变化规律,仿真结果表明加载电流为0.8 A时压降为5.81 MPa。搭建了磁流变阀压降性能及响应特性测试实验台,对不同加载电流及不同模拟负载下的磁流变阀压降性能进行了实验分析,结果表明加载电流为0.8 A时压降可达5.77 MPa,与仿真结果基本相符。同时,对磁流变阀压力响应时间进行了测试分析,实验结果表明所设计的磁流变阀响应迅速,响应时间在3～7 ms之间;并且响应上升时间比下降时间短;负载对响应时间没有影响;激励电流越大,响应越快。

径向流和圆环流磁流变阀压降性能分析与试验

设计了径向流动式和圆环流动式2种不同液流通道结构的磁流变阀,并分别对其工作原理进行了阐述;推导了径向流和圆环流磁流变阀的压降数学模型。采用有限元法(FEM)分别对径向流和圆环流磁流变阀的电磁场进行了建模仿真,在结构参数和磁场参数相等的情况下分析了径向流和圆环流2种液流通道结构的磁流变阀压降变化规律。搭建了磁流变阀压降性能试验台,对不同加载电流及不同模拟负载下的径向流和圆环流磁路变阀的压降性能进行了试验分析。仿真和试验结果均表明同样结构参数和磁场参数下的径向流磁流变阀产生的压降大于圆环流磁流变阀产生的压降。

圆环流磁流变阀压降性能分析与试验

磁流变阀是一种以磁流变液为工作介质的智能控制器件,其进出口压差可调且响应速度快的特点使其在减振抗震系统中具有广泛的应用前景。设计了一种典型的阻尼间隙为圆环流动式的圆环流磁流变阀,对其工作原理进行了阐述,同时推导了圆环流磁流变阀的压降数学模型。采用有限元法(FEM)和计算流体力学法(CFD)分别对圆环流磁流变阀的电磁场和流场进行了建模仿真,分析了不同电流下磁流变阀压降变化规律,仿真结果表明圆环流磁流变阀的压降随着加载电流的增大而增大,并且逐渐趋于饱和;同时采用FEM方法得到的最大压降为948 k Pa,采用CFD方法得到的最大压降为1 079 k Pa。搭建了圆环流磁流变阀压降性能试验台,对不同电流及不同负载下的磁流变阀压降性能进行了试验分析,并与仿真结果进行了对比,结果表明试验压降变化趋势与两种仿真方法得出的压降变化基本相符,试验测试得到的最大压降为662 k Pa。同时,试验结果表明外加负载对圆环流磁流变阀压降大小变化基本无影响。

混合流动式磁流变阀结构设计与压降性能分析

针对目前磁流变阀结构单一且体积大的不足,设计了一种结构紧凑的混合流动式磁流变阀,该磁流变阀阻尼间隙液流通道由单个轴向圆环流动、单个径向圆盘流动和单个中心小孔流动串联组合而成。阐述了混合流动式磁流变阀结构及工作原理;分析了励磁线圈作用下有效阻尼间隙处的磁路分布,同时建立了其压降数学模型。采用有限元法对混合流动式磁流变阀电磁场进行了建模仿真,对阻尼间隙处的磁场强度和剪切屈服应力的分布规律进行了分析;仿真结果表明轴向圆环阻尼间隙厚度为1.0 mm,径向圆盘阻尼间隙厚度为0.5 mm,加载电流为1.2 A时磁流变阀压降最大,为3 342 k Pa。对混合流动式磁流变阀压降性能进行了试验测试,具体分析了加载电流以及径向圆盘阻尼间隙厚度对磁流变阀压降的影响,试验结果表明轴向圆环阻尼间隙厚度为1.0 mm,径向圆盘阻尼间隙厚度为0.5 mm,加载电流为1.2 A时磁流变阀压降最大,为2 650 k Pa,试验结果与仿真结果变化趋势基本一致。

双线圈磁流变阀结构参数对压降特性的影响分析

根据磁流变液的可控流变特性设计了一种双线圈磁流变阀,阐述了双线圈磁流变阀的工作原理,并对其进行了压降分析。利用ANSYS软件对双线圈磁流变阀进行磁场仿真,研究了两个线圈的通电方向、阀芯倒角和工作间隙宽度对阻尼间隙中间的磁感应强度和压降的影响,依据对各种结构参数的研究结果得出双线圈磁流变阀的最终结构尺寸,并加工出双线圈磁流变阀。相关结论和方法对磁流变阀的结构设计具有一定的指导意义。

基于磁流变液的磁流变阀设计与研究

阐述了磁流变液的流变特性,分析了磁流变阀的结构及其性能影响因素.依据磁流变液的流变特性,设计了一种工作间隙中置的磁流变阀,并对其性能特性进行了研究.研究表明:磁流变液、磁场、磁流变阀的材料和结构是磁流变阀性能的主要影响因素.在电流一定的条件下,工作间隙中置的磁流变阀可使其工作间隙内的磁流变液产生较高的屈服应力,可有效提高磁流变阀的性能.

双线圈磁流变阀压降特性分析

利用磁流变液体的可控特性,基于传统单线圈磁流变阀结构,设计一种双线圈圆环阻尼间隙磁流变阀。采用Maxwell电磁场仿真软件对双线圈磁流变阀进行磁场仿真,得出外加电流与阻尼间隙处磁感应强度大小的关系。建立双线圈磁流变阀压降数学模型,采用MATLAB数值仿真软件对磁流变阀压降特性进行仿真分析,初步得到了磁流变阀结构参数对压降的影响规律,从而为双线圈磁流变阀多级调压提供了一定的理论参考。

基于ANSYS的磁流变阀磁场分析

阐述了磁流变流体的磁流变特性及其Bingham模型,依据磁流变流体在磁场作用下的可逆、可控特性设计了磁流变阀。采用ANSYS有限元分析软件对设计的磁流变阀3种结构模型进行了磁场分析。研究磁流变阀的结构与磁流变流体的磁感应强度和磁流变阀性能的关系。分析结果表明:根据磁力线分布和磁感应强度大小合理设计磁流变阀结构,可使磁流变流体在相同外加电流条件下获得更高磁感应强度,提高磁流变阀的性能。

一种新型磁流变阀控系统的设计

利用磁流变液体可控的特性,设计了一新型磁流变阀,并用一组磁流变阀代替传统液压阀构成一惠斯通桥式阀控液压系统;分析了磁流变阀及磁流变阀控系统的宾汉塑性模型,从理论与实验两方面研究了磁流变阀在液压控制系统中的应用。理论分析与实验表明:磁流变阀有着良好的静态性能,且随着控制电流的加大,施加于磁流变液的磁场加强,磁流变阀控系统的效率越高。

双线圈磁流变阀结构设计及电磁场仿真分析

利用磁流变液体的可控特性,基于传统单线圈磁流变阀结构,设计一种外侧圆环阻尼间隙双线圈磁流变阀。采用Maxwell电磁场仿真软件对外侧圆环阻尼间隙双线圈磁流变阀进行了磁场仿真,得出了最佳磁力线分布和磁感应强度大小。比较了内侧圆环阻尼间隙、环形圆环阻尼间隙磁流变阀的磁力线分布和磁感应强度,分析了不同激励电流下3种结构的磁流变阀磁感应强度大小,相关结论对确定双线圈磁流变阀最佳结构具有一定的理论指导意义。

单线圈径向流磁流变阀优化设计与性能分析

针对磁流变阀通过改变内部结构提高压降而导致阀体积增大、内部通道易阻塞的问题,在不改变普通单线圈径向流磁流变阀内部基本结构及外观尺寸的基础上,对单线圈径向流磁流变阀压降与压降可调系数进行了多目标优化,设计了一种带有隔磁套筒的单线圈径向流磁流变阀,并阐述了其工作原理,基于Bingham模型推导了其压降数学模型。采用有限元法建立了磁流变阀二维仿真模型,观察径向圆盘阻尼间隙处磁感应强度分布规律,建立约束条件,分析了磁流变阀关键部件尺寸对剪切屈服应力与压降等相关性能的影响。运用ANSYS零阶和一阶优化工具对磁流变阀进行几何尺寸参数优化,并对优化前后磁流变阀有效阻尼间隙处的平均磁感应强度,以及进出口压降进行仿真对比分析。在磁流变阀动态性能测试平台上,对优化前后磁流变阀压降性能进行实验测试对比,实验结果表明,当励磁电流为1.8A时,优化前磁流变阀压降为1.84MPa,优化后磁流变阀压降为2.58MPa,增加了40.22%;优化前磁流变阀压降可调系数为7.94,优化后压降可调系数为10.07,增加了26.83%;不同负载对磁流变阀压降效果影响不大。

一种高效磁流变阀及其特性测试

介绍了一种同时具有圆环形和圆盘形阻尼间隙的磁流变阀的原理、结构及其模型,建立了测试磁流变阀的磁流变液压执行器系统及基于dSPACE实时仿真系统的虚拟测试系统。研究结果不仅显示实际测试结果与理论模型的一致性,而且表明当电流增加到0.80A时同时具有圆环形和圆盘形阻尼间隙的磁流变阀能产生最大压降,并且在一定压力作用下对磁流变液具有最佳阻断能力。

磁流变阀结构优化设计及性能分析研究现状

以磁流变液智能材料为载体,通过控制磁流变液的流变特性,形成各种磁流变液控制阀,近年来已成为研究热点,并有望在传统液压行业得到应用。综述了近年来国内外关于磁流变阀的主要研究成果,介绍了磁流变阀的工作原理,并从磁流变阀的结构优化设计以及性能分析这两方面进行了详细分析,同时介绍了课题组关于磁流变阀的最新研究进展。最后总结了磁流变阀在液压传动中的应用基础研究。

阻尼间隙可调式磁流变阀压降特性仿真分析及实验研究

针对目前磁流变阀结构中阻尼间隙固定不变导致阀口进、出口压力差调节方式单一的不足,提出了一种新型阻尼间隙可调式磁流变阀结构,可通过旋转阀芯改变与阀体之间的相对位置来改变阻尼间隙。采用ANSYS有限元电磁场仿真软件对所设计的阻尼间隙可调式磁流变阀进行电磁场仿真分析,加工出阻尼间隙可调式磁流变阀并进行了初步实验分析,相关仿真和实验结果有利于进一步拓宽磁流变阀的工业应用范围。

多级调压型磁流变阀结构优化设计

根据磁流变液在磁场作用下的可控可逆特性,在传统磁流变阀阀芯上缠绕三组励磁线圈,与阀体一起组成4个可变阻尼间隙,形成一种外侧圆环阻尼间隙多级调压型磁流变阀。采用ANSYS有限元仿真软件对多级调压型磁流变阀进行了磁场仿真,得出了磁力线分布和磁感应强度大小。基于仿真后处理数据对磁流变阀进行了结构优化,得出了该磁流变阀的最佳结构参数,并对结构优化前后阻尼间隙处的磁感应强度以及进出口阀压差进行了对比分析。相关优化设计方法和思路对磁流变阀设计具有一定的理论指导意义。

新型阻尼间隙可调式磁流变阀结构设计及性能测试

由于传统的磁流变阀阀芯和阀体相对固定使得阻尼间隙不变,所以阀进出口压差变化范围不大。基于此,设计了一种新型阻尼间隙可调式磁流变阀,该磁流变阀的液流通道间隙可在一定范围内变化。同时搭建了阻尼间隙可调式磁流变阀实验测试平台,并进行了相关性能测试,分析了阀进出口压降与电流、负载的相关关系,同时对不同阻尼间隙下的磁流变阀进出口压力变化进行了初步分析。

双线圈磁流变阀仿真评估及性能分析(英文)

利用磁流变液体的可控特性,设计了一种外侧圆环阻尼间隙双线圈磁流变阀,同时计算了双线圈磁流变阀的磁路。采用ANSYS有限元仿真软件对双线圈磁流变阀进行了建模仿真分析,比较了绕线筒直径、有效阻尼长度及阻尼间隙对磁场特性的影响,得出了最佳磁力线分布和磁感应强度大小。建立了双线圈磁流变阀的压差数学模型,分析了磁流变阀结构参数对压降特性的影响。相关结论的应用可有效地提高阀的工作效率。

蚊香盘式液流通道磁流变阀压降及响应性能研究

设计了一种蚊香盘式液流通道磁流变阀,其液流通道主要由2个牛顿流体圆管流、1个牛顿流体圆环流、2个非牛顿流体圆盘流和2个非牛顿流体螺旋流共同组成。分析了磁流变阀的工作原理及结构,推导了其压降数学模型。采用有限元法对磁流变阀的电磁场进行建模仿真,并分析了压降变化规律,仿真结果表明,加载电流为2.0 A时,压降达5.58 MPa。搭建了磁流变阀性能测试实验台,对不同外加电流和不同模拟负载下的压降性能进行实验测试,结果表明,当加载电流为2.0 A时,压降可达5.1 MPa,较之传统的径向流磁流变阀压降性能提升明显。不同流量下的响应性能实验结果表明,所设计的磁流变阀响应速度快,上升阶段响应时间小于下降阶段响应时间。