基于压阻原理的磁流变减振器阻尼力传感器研究
本文关键词：基于压阻原理的磁流变减振器阻尼力传感器研究 出处：《重庆大学》2015年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：磁流变减振器作为一种半主动控制器件,具有阻尼连续可调、响应速度快、动态范围宽、功耗低等优点,目前已成功应用于建筑、车辆、医疗等领域。然而磁流变减振器在服役期间会出现磁流变液沉降、板结、泄漏或者其他机械、电气方面的故障,引起磁流变减振器的性能衰减甚至失效,因此需要对磁流变减振器的运行中的健康状况进行监测。要实现磁流变减振系统的反馈控制,前提是能够采用传感器实时获取应用对象的动态信息,与加速度、速度、位移这些状态参数相比,阻尼力可以更直接地影响磁流变减振器输出阻尼力的控制效果,并且阻尼力的获取更加简单,也能够在很大程度上反映磁流变减振器的运行健康状态,因此对磁流变减振器的输出阻尼力进行实时监测十分必要。针对现有的基于磁流变减振器的半主动悬架系统通常采用与减振器分离的力传感器实现阻尼力的测量,线路复杂,成本高,可靠性低的缺点,论文提出了一种与活塞杆集成的基于压阻原理的磁流变减振器阻尼力传感器,研究了磁流变减振器阻尼力传感器的工作原理与结构设计,分析了传感器的性能指标和制作、封装工艺。论文的主要工作包括以下几个方面:①综述了课题的研究背景与意义,磁流变液与磁流变减振器的研究与发展,磁流变减振器阻尼力传感技术的研究现状,以及压阻式压力传感器的国内外研究现状。②根据汽车磁流变减振器的工作特性和压阻式压力传感器的设计原则,对磁流变减振器阻尼力传感器进行了整体结构设计和芯片设计。设计了能够测量动态、往复磁流变减振器阻尼力的力学结构;通过理论计算与有限元模拟结合的方法,以达到设计量程、获得较大灵敏度和固有频率为设计目标,确定了传感器芯片尺寸;通过分析论证,确定了传感器芯片型式、制作材料和测量电路;研究了压阻系数与晶向、掺杂浓度和温度的关系,确定了电阻的掺杂浓度、排布方向和位置、电阻条尺寸、电阻条折弯数,完成了芯片的版图设计。③对磁流变减振器阻尼力传感器的静态和动态性能指标进行了分析。应用有限元仿真,对传感器施加一组压力,得到不同压力对应的芯片上的应力分布,通过分析压阻条长度和宽度方向上的应力变化,确定了传感器输出电压的计算方法,从而对磁流变减振器阻尼力传感器的线性度和灵敏度进行了评价;简化磁流变减振器阻尼力传感器为单自由度二阶线性系统,并对空气阻尼的计算进行推导,得到传感器系统的阻尼系数,进而得到传递函数,通过Matlab仿真,分别得到磁流变减振器阻尼力传感器的在时域内的单位阶跃响应曲线和频率响应曲线,验证了传感器的动态性能满足测试要求。④对磁流变减振器阻尼力传感器的制作工艺与封装进行了分析。对阻尼力传感器的关键工艺流程和其间用到的掩模版进行了设计;对磁流变减振器阻尼力传感器的封装要求进行了研究;模拟了传感器封装时,不同杨氏模量和厚度的贴片胶产生的热应力影响,为后续进一步加工奠定了基础。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB535.1;TP212
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 许永兴,曹民;磁流变减振器优化的设计计算[J];上海交通大学学报;2004年08期
2 孙景工;任旭东;高振海;牛福;段德光;;一种应用于救护车辆的磁流变减振器的实验研究[J];机床与液压;2007年03期
3 刘韶庆;周孔亢;袁善发;姚斌;贾永枢;;单筒磁流变减振器散热性能研究[J];拖拉机与农用运输车;2008年02期
4 陈杰平;陈无畏;祝辉;朱茂飞;;单出杆汽车磁流变减振器设计与试验[J];农业机械学报;2009年03期
5 段敏;蒋东升;王庚封;;基于混合工作模式的磁流变减振器工作性能仿真[J];辽宁工业大学学报(自然科学版);2012年01期
6 邹明森;凌丽;;汽车磁流变减振器的特性研究[J];科技风;2012年04期
7 郝泉成;于洪路;关铁鹰;;汽车磁流变减振器的静动态特性分析[J];长春工程学院学报(自然科学版);2013年01期
8 闫占辉;关铁鹰;;汽车磁流变减振器的静动态特性分析(英文)[J];机床与液压;2013年06期
9 张登友;唐锐;杨百炼;唐龙;罗顺安;张平;赵光明;;车辆磁流变减振器温度特性的试验研究[J];客车技术与研究;2013年03期
10 余淼,廖昌荣,李立新,陈伟民,黄尚廉;磁流变减振器控制研究[J];化学物理学报;2001年05期
相关会议论文 前8条
1 王戡;郑玲;;基于广义回归神经网络的磁流变减振器模型辨识研究[A];第六届全国电磁流变液及其应用学术会议程序册及论文摘要集[C];2011年
2 徐姗;黄宜坚;;磁流变减振器的优化设计[A];第六届全国电磁流变液及其应用学术会议程序册及论文摘要集[C];2011年
3 熊超;吕建刚;张进秋;李勇;;履带车辆磁流变减振器阻尼特性理论及实验研究[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年
4 张思才;徐友钜;廖昌荣;;微型汽车悬架系统磁流变减振器研究[A];四川省振动工程学会2002年学术会议论文集[C];2002年
5 严世榕;刘绍娜;;基于磁流变减振器的振动压路机动力学控制仿真[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
6 张进秋;欧进萍;熊超;吕建刚;;半主动悬挂系统磁流变减振器动力性能试验[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年
7 易靖宇;黄宜坚;;磁流变减振器的AR双谱分析[A];第六届全国电磁流变液及其应用学术会议程序册及论文摘要集[C];2011年
8 祝世兴;麻力;田静;;间隙式节流通道磁流变液阻尼器研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（上）[C];2005年
相关博士学位论文 前4条
1 王剑锋;磁流变减振器结构优化及半主动悬架控制策略研究[D];吉林大学;2015年
2 刘韶庆;磁流变可调阻尼减振器的特性研究[D];江苏大学;2007年
3 陈杰平;基于磁流变减振器的汽车半主动悬架设计与控制研究[D];合肥工业大学;2010年
4 杨小卫;磁流变减振器磁路分析及磁流变半主动悬架控制策略研究[D];江苏大学;2007年
相关硕士学位论文 前10条
1 孙鸿;磁流变减振器设计及控制系统仿真[D];吉林大学;2006年
2 王戡;集成永磁直线发电机的汽车自供电磁流变减振器研究[D];重庆大学;2013年
3 王勐;数控机床磁流变减振器的结构设计[D];长春理工大学;2014年
4 张亚东;自供能磁流变减振器能量平衡分析与实验研究[D];浙江工业大学;2015年
5 岳旭;馈能型磁流变减振器设计与研究[D];浙江工业大学;2015年
6 魏燕;基于压阻原理的磁流变减振器阻尼力传感器研究[D];重庆大学;2015年
7 潘杰锋;磁流变减振器结构设计及优化[D];重庆大学;2010年
8 钟银辉;汽车磁流变减振器的分析与设计[D];重庆工学院;2008年
9 姜成林;集成相对速度自传感磁流变减振器结构设计与优化[D];重庆大学;2013年
10 郑福淼;泵式磁流变减振器设计及其在汽车中的仿真应用[D];吉林大学;2014年
，本文编号：1348397
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/1348397.html
