【正文】 .................................................................................................... 7 本章小結(jié) .................................................................................................................. 9 第 3 章 磁流變阻尼器的設(shè)計(jì) ..................................................................................... 10 磁路設(shè)計(jì)的影響因素 ............................................................................................ 10 密封件的選擇 .............................................................................................. 10 漏磁分析 ......................................................................................................11 磁性材料的選擇 .......................................................................................... 12 退磁 .............................................................................................................. 13 磁流變阻尼器的動(dòng)態(tài)范圍 .......................................................................... 13 阻尼間隙的選取對(duì)阻尼器性能的影響 ...................................................... 13 阻尼通道有效長(zhǎng)度的選取對(duì)阻尼器性能的影響 ...................................... 13 磁路結(jié)構(gòu)的分析 .......................................................................................... 14 磁流變減振器線圈的設(shè)計(jì) ..................................................................................... 14 磁流變減振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..................................................................................... 15 結(jié)構(gòu)方案的確定 .......................................................................................... 15 磁流變減振器結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn) .............................................................................. 16 磁流變減振器磁路的設(shè)計(jì) ..................................................................................... 16 有關(guān)參數(shù)的初步確定 .................................................................................. 16 已有參數(shù)的確定 .......................................................................................... 17 磁路相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 ............................................................................................. 19 磁 路的計(jì)算 ................................................................................................. 19 工作缸的計(jì)算 ........................................................................................................ 20 本章小結(jié) ................................................................................................................ 22 第 4 章 磁流變減振器基于 Matlab 的仿真分析 .................................................. 23 減振器的阻尼力計(jì)算模型 ..................................................................................... 24 磁流變減振器的仿真分析 ..................................................................................... 28 本章小結(jié) ................................................................................................................. 29 結(jié) 論 ............................................................................................................................. 31 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 32 致 謝 ............................................................................................................................. 33 附 錄 ............................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。采用磁流變減振器的車(chē)輛半主動(dòng)懸架系統(tǒng)，由于磁流變阻尼器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、反應(yīng)迅速且阻尼可調(diào)，正在成為新型車(chē)輛懸掛的發(fā)展方向，本文基于磁流變可控流體本構(gòu)關(guān)系的 Bingham 模型，對(duì)影響車(chē)用磁流變減振器的阻尼力的各種因素進(jìn)行了綜合分析。為了緩解沖擊，在汽車(chē)懸架中裝有彈性元件，但彈性系統(tǒng)在沖擊時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。 磁流變液主要由三部分組成，他們分別為軟磁性顆粒、載液以及為了防止磁性顆粒沉降而添加的在總組成成分中所占比例很少的添加劑。 3 圖 混合模式磁流變阻尼器工作原理 佛山大學(xué)汪建曉以及華南理工大學(xué)王世旺等人研制了一種自定心擠壓式磁流變彈性阻尼器。在查閱資料的基礎(chǔ)上 ，選定了工作模式和阻尼器的力學(xué)模型。在零磁場(chǎng)作用下，磁流變液表現(xiàn)為牛頓流體的特征，其剪切應(yīng)力等于粘度與剪切率的乘積，在外加磁場(chǎng)的作用下，磁流變液表現(xiàn)為賓漢姆流體的特征，其剪切應(yīng)力由液體的粘滯力和屈服應(yīng)力兩部分組成，其流變特性的改變表現(xiàn)為屈服應(yīng)力隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而單調(diào)增加，而液體的粘度不變，當(dāng)外加磁場(chǎng)達(dá)到某臨界值時(shí)，磁流變液停止流動(dòng)達(dá)到固化，當(dāng)去掉外加磁場(chǎng)時(shí)，它又恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，其響應(yīng)時(shí)間僅為幾毫秒。 （ 7）在外加磁場(chǎng)的作用下磁流變液體的表觀粘度發(fā)生的變化時(shí)可控制的，這一特性為人們提供了工程應(yīng)用的基礎(chǔ)。當(dāng)外加磁場(chǎng)強(qiáng)度較弱時(shí)，鏈數(shù)量少、長(zhǎng)度短、直徑也較細(xì)，剪斷它們所需外力也較小。 （ 3）擠壓式（ squeezed mode），磁流變液在上下運(yùn)動(dòng)極板的作用下向四周流動(dòng)，極板移動(dòng)反向與磁場(chǎng)方向相同，磁場(chǎng)方向與磁流變液流動(dòng)方向垂直，從而使磁流變液的流動(dòng)特征發(fā)生變化而產(chǎn)生阻尼力的變化，流動(dòng)阻尼力的變化通過(guò)外加磁場(chǎng)控制。 10 第 3 章 磁流變阻尼器的設(shè)計(jì) 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，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、響應(yīng)迅速、消耗功率小、抗污染能力強(qiáng)和輸出力大等優(yōu)點(diǎn)。 當(dāng)磁芯受到交變的磁激勵(lì)時(shí)，磁芯處于反復(fù)磁化過(guò)程中，磁芯中會(huì)產(chǎn)生功率損失。 密封件的選擇 （ 1）密封件的作用和意義 在減振器設(shè)計(jì)中，密封裝置用來(lái)防止磁流變 液的泄露以及外界灰塵和異物的侵入。 2）在工作壓力下，應(yīng)具有良好的密封性能，并隨著壓力的增加 能自動(dòng)提高其密封性能，即泄露在高壓下沒(méi)有明顯的增加。由于減振器中活塞和缸體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以本結(jié)構(gòu)采用 Vd 形橡膠密封圈，其主要材料為氟橡膠（ SN）， XAI7453，工作介質(zhì)為油、水、空氣，軸速小于等于 19m/s 設(shè)備，起端面密封和防塵的作用。磁鐵越靠近工作間隙，漏磁就越小。 （ 3） 在整個(gè)磁路中，盡量使各導(dǎo)磁體的磁阻大致相 同，使得整個(gè)磁路均衡匹配，從而防止部分地段較早的磁飽和。軟磁材料是磁力線的通路，使用軟磁材料可以減少磁阻，在必要的控件建立均勻強(qiáng)度磁場(chǎng)。結(jié)合以上的分析最終磁芯材料選擇鐵鎳合金。由上式可以看出，當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)定時(shí)， ?F 和 fF 為常量， ?F 越大， D越大，阻尼效果越好。 14 磁路結(jié)構(gòu)的分析 由于磁流變阻尼器與普通阻尼器就夠上的不同，為了達(dá)到阻尼力可控，其活塞上纏有線圈，就涉及到線圈引入問(wèn)題，因此，采用活塞桿內(nèi)設(shè)引線孔德方法。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我們要根據(jù)工作參數(shù)來(lái)確定設(shè)計(jì)參數(shù)，具體的方法如下： 在一定的工作參數(shù)下，線圈必須滿足下列三方面的要求，首先能夠產(chǎn)生規(guī)定的磁勢(shì) ，其次在規(guī)定的工作制下，線圈的溫度不會(huì)超過(guò)它的許用值，最后線圈的尺寸應(yīng)當(dāng)能夠同磁芯的尺寸相配合。其中熱計(jì)算經(jīng)常用來(lái)對(duì)線圈設(shè)計(jì)進(jìn)行校核。 綜合考慮以上因素，選擇型號(hào)為 1縮醛漆包銅線，規(guī)格為 d為 ，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為 ：抗沖擊性能好，耐刮性能優(yōu)，耐水解性好。并且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中活塞內(nèi)部的線圈相對(duì)于活塞靜止，降低了導(dǎo)線磨損的可能性，使用更加安全。線圈與外殼間的間隙的漏磁是阻尼器最主要的漏磁區(qū)域，因而在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，我們應(yīng)該盡量減少此間隙的漏磁，也就是說(shuō)減小線圈與外殼間的間隙，但如果遇到磁流變液表觀粘度大，為防止阻塞，影響阻尼器的正常工作，在尺寸設(shè)計(jì)時(shí)，線圈與外殼間的間隙為工作間隙叫上 ，設(shè)定線圈上部的間隙為 。先初步確定磁芯的磁通密度 mB =、磁場(chǎng)強(qiáng)度 gH =1A/cm。 表 為某微型汽車(chē)前減振器壓縮阻尼力和復(fù)原阻尼力，因此磁流變減振器的阻尼力可調(diào)范圍也應(yīng)該滿足此微型汽車(chē)對(duì)阻尼力的要求。 磁勢(shì)損失系數(shù) f=。鋼材 的 E= 510? N/ 2mm I:活塞桿橫截面的慣性矩，單位 4mm I= 4d d:活塞桿直徑 kF ：活塞桿彎曲失穩(wěn)定臨界壓縮力 求得： S=160mm (4)活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算 活塞桿在穩(wěn)定工況下，只受軸向推力或拉力，可以近似地使用直桿受拉壓載荷的簡(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算： pF ??? ???26d410 （ ） F：活塞桿的作用力， N F=2131262N MP ?? p? ：材料的許用應(yīng)力，對(duì) 45號(hào)鋼， p? =50MPa 由于 p? ?? 所以滿足要求； 本章小結(jié) 本章對(duì)所設(shè)計(jì)的磁流變減振器 進(jìn)行了主要部分的計(jì)算，給出了阻尼力的計(jì)算公式，通過(guò)理論計(jì)算確定了磁流變減振器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，討論了阻尼通道長(zhǎng)度和間隙、電流強(qiáng)度對(duì)阻尼力的影響。假設(shè)磁流變液的體積流速Q(mào) 在 x方向上一維流動(dòng)，在 y方向上不流動(dòng)。 磁流變減振器的仿真分析 磁流變減振器的數(shù)學(xué)模型采用公式，建立磁流變減振