冲击载荷下的磁流变缓冲装置结构设计与仿真

发布时间：2021-03-03 02:45

　　为了减轻冲击载荷对机械设备造成的不利影响,对面向冲击载荷的磁流变缓冲装置进行了研究,设计了一款新型的磁流变缓冲装置,并基于Bingham模型对该缓冲装置进行了力学建模.设定了初始阻尼力目标,在simulink中进行阻尼力建模,通过不断仿真分析得出最佳的结构参数.为了验证其合理性,采用maxwell软件对其进行有限元电磁场仿真分析,结果表明:该结构磁路设计合理,模型设计正确. 

【文章来源】：嘉兴学院学报. 2020,32(06)

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

阻尼通道图

图3为磁流变液阻尼力SIMULINK的仿真模型图,这其中未包括本文所设计的弹簧所提供的阻尼力,现设定弹簧系数k1=20 kN/m,k2=5 kN/m,其位移行程都为150 mm,其中弹簧系数为k2的弹簧有4个.现将表1中的部分结构参数代入仿真图中,其中电流设置为1 A,则分别得到如图4～图9的关系图.图4中,给予活塞通道半径一个正弦激励,设定振幅为70 mm,频率为0.1 HZ.可以看出,随着活塞通道半径不断增大,阻尼力也在不断增大,呈现出曲线式的增长.该活塞通道半径决定活塞通道的横截面A0,根据初始设定的目标,可明显看出活塞通道半径设置在40 mm～60 mm之间是相对适合的.

图1是本文设计的磁流变缓冲装置结构示意图及其三维剖视图,如图1所示,在活塞通道3和阻尼通道4中充满着磁流变液,其中阻尼通道采用多级径向流动通道来增大该缓冲装置的有效阻尼长度以及磁场利用率.磁流变液在阻尼通道中径向流动时的方向与磁场强度方向垂直.该磁场强度大小由励磁线圈中的电流大小来控制,通过控制电流大小来实现缓冲装置磁流变液提供的阻尼力.在冲击载荷下,活塞向下移动,使得活塞通道和工作缸阻尼通道中的磁流变液向下流动.在液体向下流动的过程中,通过挡板9向下移动来压缩弹簧起到补偿作用,当冲击结束后,利用活塞弹簧2和挡板弹簧10被压缩的弹性力使得缓冲装置恢复到初始状态.在此过程中,活塞弹簧、挡板弹簧以及在磁场强度下的磁流变液共同提供了冲击载荷下的阻尼力.2 磁流变缓冲装置力学建模

【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车悬架减振器研究现状与发展趋势[J]. 杨茂举,于建强,郭玉宝.  工程与试验. 2019(02)

博士论文
[1]面向汽车碰撞安全的磁流变胶泥缓冲装置研究[D]. 付本元.重庆大学 2017
[2]多级并联式磁流变缓冲器动态特性及可控性研究[D]. 欧阳青.南京理工大学 2017

硕士论文
[1]磁流变扭振减振器结构设计及优化研究[D]. 张林.安徽工程大学 2019
[2]起落架缓冲器节流装置阻尼特性研究[D]. 丁勇为.南京航空航天大学 2018
[3]用于月球探测器软着陆机构的磁流变缓冲器设计[D]. 萨勒.北京交通大学 2016
[4]斜拉索外置式阻尼器及其控制器研究[D]. 李频.浙江大学 2015



本文编号：3060439