磁流变阻尼器的研究及其应用

发布时间：2017-12-14 14:19

  本文关键词：磁流变阻尼器的研究及其应用

  更多相关文章： 磁流变阻尼器 磁场 出力 示功图 刚度 阻尼 隔振 地面共振

【摘要】：针对常见被动式阻尼器参数不可控的缺点,本文开展了半主动式磁流变阻尼器的研究,并将其应用于舰载设备的宽频隔振和直升机“地面共振”的抑制。挤压模式下的磁流变阻尼器常用于大阻尼小位移的场合。基于此工作模式,本文首先设计了一种磁流变阻尼器,并通过磁场定性分析和有限元数值分析验证磁路设计的合理性,同时得到了工作间隙处的磁感应强度随电流和间隙大小变化的关系,并依据磁流变液的双粘性力学模型,分析该阻尼器的理论出力,为磁流变阻尼器的设计提供了理论依据。阻尼器的漏磁量、静出力、示功图是其重要的应用依据。漏磁和静出力测试结果表明,所设计的磁流变阻尼器漏磁可忽略不计,磁路设计合理;加载电流接近0.5A时阻尼器的静出力骤增,且在电流较大时,其静出力大小受磁流变液的沉降作用影响较明显。通过采集阻尼器在不同电流和激励频率下的力和位移的时域信号,处理数据得到其示功图、平均刚度和等效阻尼,结果表明:其他条件不变时,示功图的面积随着电流的增加而增加,其受激励频率的影响很小;0A电流下,阻尼器表现出一定的负刚度,且激励频率越高,负刚度越大,而当电流达到一定值以后,平均刚度受激励频率影响的规律并不明显;0A电流下,在2-26Hz的激励范围内,等效阻尼受激励频率的影响较小;在0.5A和1A电流时,在2-8Hz频段范围内,阻尼器的等效阻尼受激励频率的影响较大,在10Hz-26Hz频段范围内,阻尼器的等效阻尼受激励频率的影响较小。针对舰载设备的振动工况,将磁流变阻尼器与钢丝绳弹簧并联,设计了一套磁流变隔振系统,通过仿真该变刚度、变阻尼系统的隔振性能,提出基于“状态切换”思想的半主动控制策略,并对隔振系统在“无阻尼器”和“阻尼器0A电流”、“阻尼器1A电流”、“带控制器的阻尼器”四种状态下的隔振效果进行试验研究,研究结果表明,基于“状态切换”思想的磁流变半主动隔振系统,在5-60Hz激励频率范围内,瞬态最大振动传递率为103%,稳态隔振效果良好。最后,将磁流变阻尼器与圆柱螺旋弹簧并联,设计了一种隔振器,提出了隔振新思路。针对直升机“地面共振”不稳定现象,以桨叶-桨毂式的布置方式,将磁流变阻尼器作为旋翼减摆器应用到直升机系统中,并建立了“地面共振”分析模型,利用罗斯-霍尔维茨准则分析其稳定的条件,得到了系统的稳定区域。分析结果表明,磁流变减摆器能使系统稳定通过“地面共振”区域;通过一定的控制算法,同时调节减摆和起落架阻尼,能为不同工作状态下的直升机提供安全保障。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB535.1

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本文编号：1288212