磁流变阻尼器设计、仿真与试验研究

发布时间：2017-04-05 05:16

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【摘要】：磁流变液(Magneto-rheological Fluids, MR)一般由基液、弥散质、活化剂三部分组成,在磁场作用下可在极短时间(ms)内表观粘度增加两个数量级以上,并呈现出固体特性,而且这种变化是连续可控且完全可逆的。MR流体的工程应用集中在建筑结构、海洋石油钻井平台、桥梁及车辆等领域,尤其是在车辆智能悬挂系统领域的应用备受国内外研究者的关注。本文对小型剪切阀式MR阻尼器设计过程中的一些关键问题进行了较为深入细致地研究,主要工作如下：1.设计制作了研究用的剪切阀式MR阻尼器,并对该阻尼器进行了磁场测试以及常温、高温条件下基本性能测试,得到了相应的阻尼通道的磁场测试数据以及阻尼力-位移规律曲线。2.探讨了目前传统设计方法的不足,提出一种含修正系数的简单设计方法和含三个径向设计变量的以体积最优为优化目的优化模型。并对优化结果进行了有限元磁场分析,得到了各类优化结果的磁场强度-电流的变化规律曲线,分析表明该方法能有效的对小型剪切阀式MR阻尼器进行结构优化设计。3.综合分析讨论了目前MR阻尼器流场计算情况,尝试用粘弹性本构去仿真分析阻尼器阻尼通道内磁流变液流动特性。采用流-热耦合分析方法对零电流状态下阻尼器产生的粘度耗散热进行了计算,得到了阻尼器随时间的瞬态温升情况。
【关键词】：磁流变液 磁流变阻尼器 磁路设计 优化模型 仿真分析
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB535.1
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题的研究背景10-11
• 1.2 MR阻尼器的国内外研究现状11-14
• 1.2.1 磁流变技术11-12
• 1.2.2 国内外应用现状12
• 1.2.3 设计方法12-14
• 1.3 仿真分析技术发展现状14-15
• 1.4 本论文的主要工作内容15-16
• 第2章 剪切阀式MR阻尼器设计16-32
• 2.1 基于传统方法的结构设计16-21
• 2.1.1 磁路计算16-18
• 2.1.2 结构设计18-21
• 2.2 基于经验的简化设计方法21-24
• 2.3 结构参数优化设计24-31
• 2.3.1 体积最小优化模型24-28
• 2.3.2 磁场有限元仿真验证28-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 多物理场仿真分析32-49
• 3.1 磁流变液本构模型32-39
• 3.1.1 非线性本构模型33-34
• 3.1.2 不同本构模型的比较34-35
• 3.1.3 参数识别35-39
• 3.2 基于Oldroyd-B粘弹本构的流动分析39-44
• 3.2.1 模型处理39-41
• 3.2.2 求解与结果分析41-44
• 3.3 非控状态流-热耦合分析44-48
• 3.3.1 问题描述44-45
• 3.3.2 问题求解45-46
• 3.3.3 求解结果讨论46-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第4章 基本性能试验研究49-64
• 4.1 磁场测试49-51
• 4.2 基本性能测试51-63
• 4.2.1 试验方法51-53
• 4.2.2 MR阻尼器基本性能测试53-63
• 4.3 本章小结63-64
• 结论64-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 司鹄;李晓红;;磁流变阻尼器管道流动特性研究[J];功能材料;2006年05期

2 赖大坤;王代华;;基于有限元方法的磁流变阻尼器性能的仿真研究[J];功能材料;2006年06期

3 易斌;刘献栋;;磁流变减振器的电磁-流体耦合场有限元分析[J];功能材料;2006年07期

4 潘胜,吴建耀,胡林,沈峰,孙猛,周鲁卫;磁流变液的屈服应力与温度效应[J];功能材料;1997年03期

5 廖昌荣,余淼,陈伟民,张红辉,黄尚廉;基于Eyring本构模型的磁流变液阻尼器设计原理与试验研究[J];机械工程学报;2005年10期

6 李军强;臧希U

本文编号：286543