【正文】 ? 為 pLy y???? ?? 2y 12 （ ） 由于存在 ? ? ? ?21 yuyu ?? ，由公式（ ）和公式（ ）可得 221 )(22 p yhLpyL ???? ?? （ ） hyy ?? 12 （ ） 由公式（ ）和公式（ ）可得： pLhy y??? ?21 ；pLh y??? ?2y2 （ ） 流經(jīng)平板間隙的磁流變液的體積流量 Q可有下列得到： ????????? ? ? ?? 1 21 2020 )()()()(y yyhyhp dyyudyyudyyubdyybuvAQ （ ） 27 代入化簡(jiǎn)可得 ? ? ? ?? ?? Lp LphLphbQ yy 22122 ? ?????? （ ） 經(jīng)進(jìn)一步化簡(jiǎn)可得壓差近似公式： yp hcLbh LA ?? ??? 312p （ ） 考慮到阻尼器的實(shí)際阻尼通道為環(huán)形通道，流動(dòng)模式下的阻尼力可以表示為： yPpp hc L Avbh LApAF ?? 2242 0321 ?????? () 式中 pA 為活塞受壓的有效面積。 減振器的阻尼力計(jì)算模型 本文選用剪切閥式磁流變阻尼器工作模式進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，必須明確該工作模式磁流變液的流變方程，繼而推導(dǎo)出磁流變阻尼力的計(jì)算模型，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的依據(jù)所在。 gS = ）（ 2224r r?? = 2mm （ ） mS mB =? gB gS （ ） mH mL =f gH gl （ ） mS = 2mm mL =18mm (2)計(jì)算各部分磁阻 間隙磁阻 gR =gmfr lRR034222ln??? = 73 3840ln?? ???????= 1?H （ ） 20 磁芯磁阻 1R =22 m1 d4?? ）（ LL ?=24 )(4 ????? ??= 1?H （ ） 磁軛磁阻 2R =glR332 d2ln??=373 . 1 4 2038ln ?? ????????=459 1?H （ ） 缸筒磁阻 )22( l4 242513 RR LR mg ??? ?? ）（=6227 ?????? ? ）（ ）（= 1?H 總磁阻 gRRRRR 22 321m ???? = 710? 1?H （ ） (3)計(jì)算線圈匝數(shù) 磁芯部分的磁通 mmSB?? = 610? wb 設(shè)定通電電流為 I= IRN m?? =80 匝 (4)線圈的發(fā)熱溫度校核 設(shè)計(jì)公式采用的是適用于氣體和液體的牛頓公式， txKdI 32 x24? ?? ? （ ） ? 為線圈的溫升， I為電流， x? 為銅制漆包線的磁導(dǎo)率， xd 為漆包線的直徑， tK 為線圈散熱系數(shù)。 表 磁流變減振器的理論阻尼力 速度（ sm ） 磁流變減振器阻尼力 磁路相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 磁路的計(jì)算 (1)確定磁芯面積 mS 磁芯長(zhǎng)度 mL 確定工作間隙磁通 gB =。為了方便磁流變減振器的實(shí)車(chē)實(shí)驗(yàn)，本文設(shè)計(jì)的磁流變減振器外形尺寸和原阻尼器相同。一般地說(shuō)，磁阻系數(shù) f在 ～ 的范圍內(nèi)，初定f 為 。如下是對(duì)磁路中各個(gè)參數(shù)進(jìn)行的設(shè)計(jì)和選擇，其中熱計(jì)算經(jīng)常是用來(lái)對(duì)線圈的設(shè)計(jì)進(jìn)行校核。這樣磁流變阻尼器便將車(chē)輛振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，?jīng)貯液筒與冷空氣的熱交換及熱輻射，將熱能耗散到 大氣中去。 （ 2） 考慮環(huán)形導(dǎo)磁材料的公稱(chēng)直徑和斷面直徑，以便計(jì)算所能纏繞的線圈匝數(shù)。熱計(jì)算是確定線圈的溫升。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，在引線通道口處精致處理的基礎(chǔ)上，采 用雙線引入的方法，并且將活塞桿引線孔內(nèi)的漆包線用熱線管處理，避免在穿線時(shí)劃傷受損，并且一根線為纏繞對(duì)象，纏繞后兩線焊接的方法，解決了漆包線劃傷和密封難度加大問(wèn)題。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)盡可能增加磁流變阻尼器的動(dòng)態(tài)范圍以提高阻尼器的可控能力，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)倪x取阻尼間隙的大小，一般合適的間隙范圍為 。所謂退磁就是用一定的方法使試樣處于磁中性狀態(tài)。為了減小由交變電引起的交變磁場(chǎng)，不使磁導(dǎo)體中產(chǎn)生渦流損失，故選擇給阻尼器直流電。在忽視漏磁的情況下，纏繞在導(dǎo)磁環(huán)上的勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)經(jīng)過(guò)磁軛、間隙、缸筒、最后回到磁芯形成閉合回路。在磁路設(shè)計(jì)時(shí)，合理地縮短工作間隙的距離，減少結(jié)合面，改善結(jié)合情況都有利于減少磁路中的漏磁?？梢哉J(rèn)為，這種漏磁與工作間隙長(zhǎng)度成比例增加，而且還受間隙端面的形狀及相對(duì)位置等因素影響。 密封件的選擇方法，首先根據(jù)密封設(shè)備的使用條件和要求，例如負(fù)載情況、工作壓力以 及速度大小和變化情況、使用環(huán)境以及對(duì)密封性能的具體要求等，正確選擇與之相匹配的密封件結(jié)構(gòu)形式。因此，密封件是減振器的一個(gè)重要的組成部分。 磁路設(shè)計(jì)的影響因素 磁流變阻尼器的性能主要決定于其幾何尺寸、磁路以及磁流變液的性能等。故在設(shè)計(jì)磁流變阻尼器使，應(yīng)使阻尼通道中的磁流變液的流動(dòng)方向垂直于磁場(chǎng)方向，以便充分利用磁流變效應(yīng)來(lái)改變阻尼器的阻尼力。當(dāng)阻尼器幾何尺寸確定后，假設(shè)磁流變液的粘度系數(shù)為常數(shù)，粘滯阻尼力只是活塞運(yùn)動(dòng)速度的函數(shù)，而庫(kù)倫阻尼力只是磁流變液屈服應(yīng)力的函數(shù)，屈服應(yīng)力受磁場(chǎng)強(qiáng)度控制，因而 9 可以認(rèn)為庫(kù)倫阻尼力只是勵(lì)磁電流的函數(shù)。 磁流變阻尼器工作模式 磁流變阻尼器是一種以磁流變液為介質(zhì)的半主動(dòng)控制阻尼器，通過(guò)對(duì)輸入電流的控制，使其外加磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化，進(jìn)而可在毫秒級(jí)使磁流變液的流變性能發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)流體和半固體之間的轉(zhuǎn)變，從而能夠提供可控阻尼力的目的。而磁流變流體的變稠和產(chǎn)生抗剪屈服現(xiàn)象，也是由于磁場(chǎng)引起的作用力形成的。 （ 3）磁流變效應(yīng)對(duì)雜質(zhì)不敏感。選擇合適就算模型，就本身的實(shí)際出發(fā)選擇最優(yōu)的形式，使得減振器在工作過(guò)程中能達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。為了避免將激勵(lì)線圈繞于工作缸外，磁流變阻尼器中大部分磁力線將平行于磁流變液的流動(dòng)方向，而無(wú)法滿(mǎn)足磁流變液產(chǎn)生剪切屈服強(qiáng)度的現(xiàn)象，此結(jié)構(gòu)在工 作缸外增加了磁靴結(jié)構(gòu)，既減少了漏磁，又引導(dǎo)磁路使磁力線垂直于磁流變液流動(dòng)的方向。目前，磁流變阻尼器已取得了廣泛地發(fā)展和應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)形式的研發(fā)也層出不窮，根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的時(shí)間順序，可分為常規(guī)磁流變阻尼器、改進(jìn)新型磁流變阻尼器以及全新型磁流變阻尼器。 磁流變阻尼器作為半主動(dòng)控制懸架的執(zhí)行元件，以磁流變液為介質(zhì)，通過(guò)對(duì)輸入電流的控制，使其對(duì)外加磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生改變，進(jìn)而可在毫秒級(jí)使磁流變液的流變性能發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)流體和半固體之間的轉(zhuǎn)變，從而能夠提供可控阻尼力，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、相應(yīng)迅速、消耗功率小和輸出力大等優(yōu)點(diǎn) 。 附錄 A 外文文獻(xiàn)原文 ...................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。為改善汽車(chē)的乘坐舒適性和行駛安全性，提出一種汽車(chē)磁流變半主動(dòng)懸架的控制策略。這些振動(dòng)和沖擊傳到車(chē)架與車(chē)身時(shí)可能引起汽車(chē)機(jī)件的早期損壞，傳給乘員和貨物時(shí)，將使乘員感到極不舒服，貨物也可能受損傷，嚴(yán)重影響車(chē)輛的平順性和操縱穩(wěn)定性以及車(chē)輛零部件的疲勞壽命。其基本特征是在外加磁場(chǎng)的作用下載毫秒的時(shí)間內(nèi)能夠快速、可逆地從自由流動(dòng)的液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍腆w，并且呈現(xiàn)可控的屈服強(qiáng)度。并且按照長(zhǎng)安微型汽車(chē)的技術(shù)和磁流變液體的性能設(shè)計(jì)和制作了微型汽車(chē)磁流變減振器，并根據(jù)長(zhǎng)安微型汽車(chē)前懸架減振器的技術(shù)條件對(duì)此進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。 研究的主要內(nèi)容 本文主要內(nèi)容是對(duì)普通的汽車(chē)用減振器進(jìn)行改進(jìn)，在原有的雙筒減振器的基礎(chǔ)上增加上線圈和磁流變液，其主要的結(jié)構(gòu)尺寸工作缸的外徑和內(nèi)徑、活塞的直徑等都沒(méi)有發(fā)生變化，在原有的這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上加上了線圈和線圈活塞，對(duì)線圈的匝數(shù)，工作間隙的大小，磁路的設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。 5 第 2 章 磁流變阻尼器的力學(xué)模型 磁流變 液效應(yīng)及流變機(jī)理 20 世紀(jì) 40 年代 Rabinow 首次發(fā)現(xiàn)磁流變現(xiàn)象。 （ 6）磁流變效應(yīng)所需的能耗較低，即使發(fā)生液體與固體之間的轉(zhuǎn)換也不會(huì)吸收或者放出大量的能量，這為磁流變液在車(chē)輛工程中的應(yīng)用提供了方便。 在外加磁場(chǎng)作用下，顆粒發(fā)生上述所述的磁極化現(xiàn)象，于是定向移動(dòng)形成偶極子鏈。 （ 2）剪切式（ shearing mode） ,磁流變液流過(guò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩極板之間，外加磁場(chǎng)垂直穿過(guò)極板作用于磁流變液，這種運(yùn)動(dòng)使磁流變液產(chǎn)生剪切力，從而使磁流變液的流動(dòng)特性發(fā)生變化而產(chǎn)生阻尼力的變 化，流動(dòng)阻力的變化通過(guò)外加磁場(chǎng)控制。闡述了阻尼力的求導(dǎo)原則。由于磁芯中磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系是非線性的，因而，磁路中磁通和磁勢(shì)的關(guān)系也是非線性的。在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮以下幾個(gè)因素：磁性材料的選擇、漏磁的分析、退磁和線圈的設(shè)計(jì)等。 （ 3）密封形式的選擇 設(shè)計(jì)或選擇密封件以及裝置的基本要求是： 1） 密封件長(zhǎng)期在流體介質(zhì)中工作，必須保證其材料物理性能的穩(wěn)定。 從裝配圖上可以看出，該減振器需要多出密封。磁體相對(duì)位置不同，漏磁差別也很大。 （ 2） 導(dǎo)磁回路中，導(dǎo)磁體的連續(xù)處盡量緊密接觸，以免在連接處因存在縫隙而產(chǎn)生較大磁阻，影響效率。 一般電磁路的磁芯選用軟磁體，其特點(diǎn)在于軟磁體有高的磁感應(yīng)強(qiáng)度，易退磁，磁滯回線包圍面積小，大的磁導(dǎo)率和很小的矯頑力。由 13 此可以看出軟磁材料中具有扁平磁滯回線的這一列材料比較符合要求。粘滯阻尼力工作過(guò)程中基本保持不 變，而又磁流變效應(yīng)產(chǎn)生的剪切阻尼力隨外加磁場(chǎng)的大小而不同，因此整個(gè)阻尼力變化幅度定義為磁流變阻尼器的動(dòng)態(tài)范圍 D，其表達(dá)式為 31 fFFFD ???? 式中 fF 為摩擦引起的阻尼力。因此，為了獲得較大阻尼力，在結(jié)構(gòu)尺寸允許的前提下，應(yīng)盡可能的增加阻尼通道的有效長(zhǎng)度。工作參數(shù)決定于電磁鐵的工作條件。電器的損壞以及工作不正常會(huì)給整個(gè) 被控系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重結(jié)果，所造成的經(jīng)濟(jì)損失比電器本身的價(jià)值往往要高的多。由于活塞組裝過(guò)程中，線圈與導(dǎo)磁環(huán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此必須保證導(dǎo)線不能因?yàn)槟p 而漏磁甚至短路。 其次，導(dǎo)線由中空的活塞桿引出，并且在減振器內(nèi)部，使得導(dǎo)線與磁流變液分離，有良好的磁效應(yīng)。但是，工作間隙過(guò)小，經(jīng)前面工作間 隙對(duì)阻尼器的影響中分析，工作間隙還不能過(guò)小，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，常取磁流變阻尼器的阻尼間隙值在 ～ 中選取。 （ 5）其它根據(jù)設(shè)計(jì)要求初步確定的參數(shù)，根據(jù)最終汽車(chē)懸架半主動(dòng)控制所需要的阻尼力的大小，我們確定工作間隙所需的磁通密度 gB =，磁場(chǎng)強(qiáng)度 gH =。需要確定的參數(shù)有：線圈的匝數(shù)、活塞的直徑。 磁芯磁場(chǎng)強(qiáng)度 mH =。 S=kFEI2? （ ） E：材料的彈性模量。 在外加磁場(chǎng)作用下，磁流變液表現(xiàn) Bingham 流體，其磁流變液在平板的流動(dòng)和速度分布如圖 ，其本構(gòu)關(guān)系可用下列方程描述： yuyuy dddd ??? ?????????? s g n y??? （ ） 0?dydu y??? （ ）