内置阀式磁流变阻尼器结构设计及动力性能研究
发布时间：2021-06-07 20:55
磁流变阻尼器作为一种新型半主动控制器件,应用场合及其广泛,包括建筑、车辆、航天航空等方面。在对阻尼器实际应用中发现,阻尼器的输出阻尼力会对实际使用效果产生较大的影响,而且在某些领域对于阻尼器的外形尺寸存在着一定的要求,当限制了阻尼器的外形尺寸后,阻尼器输出阻尼力也受到了限制。本文为了进一步提高阻尼器的动力性能,提出并设计了一种新型结构的内置阀式磁流变阻尼器,在不改变阻尼器外形尺寸的前提下,采用了内置阀结构,延长了有效阻尼间隙的长度,增大了磁场线的利用率,使阻尼器输出阻尼力的范围得到了提高。本文主要内容包括:1、提出并设计了一种内置阀式磁流变阻尼器。采用内置阀结构替代传统的活塞头结构,并对阻尼器不同结构的尺寸、材料进行了分析,通过对阻尼器磁阻以及功率的计算,验证了阻尼器设计的合理性,最终确定阻尼器不同结构的尺寸参数以及所用材料。2、使用ANSYS软件对阻尼器建立模型,然后将阻尼器的各项参数导入模型中,得到阻尼器的磁感应强度分布图,以及磁力线分布图,分析磁路设计的合理性。同时,在MATLAB软件中对阻尼器进行输入正弦波下的仿真,得到输出阻尼力与位移以及输出阻尼力与速度的曲线图,对阻尼器的动...
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磁流变效应原理
第一章绪论3（a）无外加磁场（b）加载弱磁场（c）加载强磁场图1-1磁流变效应原理Fig.1-1Principleofmagnetorheologicaleffect通过众多专家的研究发现，磁流变液的运动形式可细分为四种，分别为：阀式、剪切式、挤压式以及剪切阀式[19-21]。图1-2为各个工作模式的模型图。磁流变液在90年代后解决了制备问题后，由于磁流变效应的优点，磁流变液相关产品得到了进一步的研究，被广泛的应用于智能控制器件中，如磁流变阀、磁流变阻尼器等。（a）剪切式（b）阀式（c）挤压式（d）剪切阀式图1-2磁流变液的工作模式Fig.1-2FlowmodesofMRF1.3磁流变阻尼器国内外研究状况及发展趋势磁流变阻尼器作为一种减振系统中的核心元件，提高其性能将会对整个减振领域产生至关重要的影响，当下对磁流变阻尼器的研究主要体现在以下三个方面：磁流变阻尼
第一章绪论5尼器。另外根据磁流变阻尼器的外观结构也可以分为单出杆式磁流变阻尼器以及双出杆式磁流变阻尼器。同时，国内外学者在结合传感器方面对磁流变阻尼器做了进一步研究，开发出了具有能量采集功能的功能集成型磁流变阻尼器、自感应式磁流变阻尼器以及自供电式磁流变阻器，为磁流变阻尼器的发展做出了进一步的贡献。最开始研究出的磁流变阻尼器结构是非常简单的，如图1-4所示，该图为美国LORD公司发明的单线圈磁流变阻尼器，该阻尼器是通过给缠绕在活塞头上的励磁线圈通入不同大小的电流来改变阻尼器的输出阻尼力，通过实验数据分析，该阻尼器具有很好的减振性能，大量的应用在了重型卡车上。图1-4单线圈磁流变阻尼器Fig.1-4Single-coilMRD随着磁流变阻尼器的应用范围越来越广，单线圈磁流变阻尼器产生的阻尼力比较小，已经满足不了人们的需求，因此研究人员开始在结构上改善阻尼器，图1-5为桂林空军学院张琳发明的双线圈磁流变阻尼器[22]，该阻尼器在活塞头加工了两个绕线槽，将单线圈改变为双线圈，可以通过调节电流的大小及方向来扩大磁流变阻尼器输出阻尼力的范围，使阻尼器的性能得到了提高。同时国外的研究机构也在研究怎样使磁流变阻尼器具有更加优良的性能，美国的Jr.B发明了一种三线圈磁流变阻尼器如图1-6所示，该阻尼器具有更加优良的阻尼性能，但是由于体积过大，只能在大型场合使用，经过试验证明该阻尼器最大阻尼力为20kN，因此可以大范围的在抗震领域使用[23]。1.螺栓2.圆筒3.活塞4.线圈5.环形间隙6.活塞盖7.壳体8.磁极图1-5双线圈式磁流变阻尼器示意图Fig.1-5Double-coilMRD
【参考文献】：
期刊论文
[1]管路减振用磁流变阻尼器设计与性能研究[J]. 辛德奎,聂松林,纪辉,倪奇. 北京理工大学学报. 2019(12)
[2]电流变液研究进展[J]. 徐志超,伍罕,张萌颖,巫金波,温维佳. 科学通报. 2017(21)
[3]磁流变阻尼器在船舶减振降噪中的应用[J]. 田雷. 科技创新导报. 2017(10)
[4]径向流和圆环流磁流变阀压降性能分析与试验[J]. 胡国良,李海燕,李卫华. 农业机械学报. 2016(04)
[5]新型固定阀式磁流变阻尼器的磁路分析[J]. 王佑君,向书迪,朱海涛,姚凯,赵晓文. 磁性材料及器件. 2016(02)
[6]起落架磁流变减摆器模糊PID控制算法的研究[J]. 李莹,王博,祝世兴. 计算机测量与控制. 2016(02)
[7]多级线圈磁流变阻尼器磁路分析[J]. 许飞鸿,徐赵东. 东南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[8]钢结构建筑中悬架用半主动施工抗震控制结构设计[J]. 王鑫. 工程经济. 2015(01)
[9]自适应模糊控制在磁流变半主动悬架中的应用[J]. 李伟平,柳超,张利轩,张宝珍,窦现东. 机械科学与技术. 2014(11)
[10]叶片式磁流变液减振器结构设计与优化[J]. 张进秋,彭志召,张建,岳杰. 振动.测试与诊断. 2013(01)
硕士论文
[1]具有串联式液流通道的磁流变阻尼器结构设计及动力性能研究[D]. 段金福.华东交通大学 2018
[2]两级径向流磁流变阀结构设计与性能研究[D]. 张海云.华东交通大学 2016
[3]基于磁流变阻尼器的船舶隔振系统动力学特性研究[D]. 袁秋玲.江苏科技大学 2015
[4]磁流变弹性体及其在结构半主动控制中的应用研究[D]. 周陈程.南京理工大学 2014
[5]基于多级径向流动模式的磁流变液减振器理论与实验研究[D]. 赵丹侠.重庆大学 2012
本文编号：3217293
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磁流变效应原理
第一章绪论3（a）无外加磁场（b）加载弱磁场（c）加载强磁场图1-1磁流变效应原理Fig.1-1Principleofmagnetorheologicaleffect通过众多专家的研究发现，磁流变液的运动形式可细分为四种，分别为：阀式、剪切式、挤压式以及剪切阀式[19-21]。图1-2为各个工作模式的模型图。磁流变液在90年代后解决了制备问题后，由于磁流变效应的优点，磁流变液相关产品得到了进一步的研究，被广泛的应用于智能控制器件中，如磁流变阀、磁流变阻尼器等。（a）剪切式（b）阀式（c）挤压式（d）剪切阀式图1-2磁流变液的工作模式Fig.1-2FlowmodesofMRF1.3磁流变阻尼器国内外研究状况及发展趋势磁流变阻尼器作为一种减振系统中的核心元件，提高其性能将会对整个减振领域产生至关重要的影响，当下对磁流变阻尼器的研究主要体现在以下三个方面：磁流变阻尼
第一章绪论5尼器。另外根据磁流变阻尼器的外观结构也可以分为单出杆式磁流变阻尼器以及双出杆式磁流变阻尼器。同时，国内外学者在结合传感器方面对磁流变阻尼器做了进一步研究，开发出了具有能量采集功能的功能集成型磁流变阻尼器、自感应式磁流变阻尼器以及自供电式磁流变阻器，为磁流变阻尼器的发展做出了进一步的贡献。最开始研究出的磁流变阻尼器结构是非常简单的，如图1-4所示，该图为美国LORD公司发明的单线圈磁流变阻尼器，该阻尼器是通过给缠绕在活塞头上的励磁线圈通入不同大小的电流来改变阻尼器的输出阻尼力，通过实验数据分析，该阻尼器具有很好的减振性能，大量的应用在了重型卡车上。图1-4单线圈磁流变阻尼器Fig.1-4Single-coilMRD随着磁流变阻尼器的应用范围越来越广，单线圈磁流变阻尼器产生的阻尼力比较小，已经满足不了人们的需求，因此研究人员开始在结构上改善阻尼器，图1-5为桂林空军学院张琳发明的双线圈磁流变阻尼器[22]，该阻尼器在活塞头加工了两个绕线槽，将单线圈改变为双线圈，可以通过调节电流的大小及方向来扩大磁流变阻尼器输出阻尼力的范围，使阻尼器的性能得到了提高。同时国外的研究机构也在研究怎样使磁流变阻尼器具有更加优良的性能，美国的Jr.B发明了一种三线圈磁流变阻尼器如图1-6所示，该阻尼器具有更加优良的阻尼性能，但是由于体积过大，只能在大型场合使用，经过试验证明该阻尼器最大阻尼力为20kN，因此可以大范围的在抗震领域使用[23]。1.螺栓2.圆筒3.活塞4.线圈5.环形间隙6.活塞盖7.壳体8.磁极图1-5双线圈式磁流变阻尼器示意图Fig.1-5Double-coilMRD
【参考文献】：
期刊论文
[1]管路减振用磁流变阻尼器设计与性能研究[J]. 辛德奎,聂松林,纪辉,倪奇. 北京理工大学学报. 2019(12)
[2]电流变液研究进展[J]. 徐志超,伍罕,张萌颖,巫金波,温维佳. 科学通报. 2017(21)
[3]磁流变阻尼器在船舶减振降噪中的应用[J]. 田雷. 科技创新导报. 2017(10)
[4]径向流和圆环流磁流变阀压降性能分析与试验[J]. 胡国良,李海燕,李卫华. 农业机械学报. 2016(04)
[5]新型固定阀式磁流变阻尼器的磁路分析[J]. 王佑君,向书迪,朱海涛,姚凯,赵晓文. 磁性材料及器件. 2016(02)
[6]起落架磁流变减摆器模糊PID控制算法的研究[J]. 李莹,王博,祝世兴. 计算机测量与控制. 2016(02)
[7]多级线圈磁流变阻尼器磁路分析[J]. 许飞鸿,徐赵东. 东南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[8]钢结构建筑中悬架用半主动施工抗震控制结构设计[J]. 王鑫. 工程经济. 2015(01)
[9]自适应模糊控制在磁流变半主动悬架中的应用[J]. 李伟平,柳超,张利轩,张宝珍,窦现东. 机械科学与技术. 2014(11)
[10]叶片式磁流变液减振器结构设计与优化[J]. 张进秋,彭志召,张建,岳杰. 振动.测试与诊断. 2013(01)
硕士论文
[1]具有串联式液流通道的磁流变阻尼器结构设计及动力性能研究[D]. 段金福.华东交通大学 2018
[2]两级径向流磁流变阀结构设计与性能研究[D]. 张海云.华东交通大学 2016
[3]基于磁流变阻尼器的船舶隔振系统动力学特性研究[D]. 袁秋玲.江苏科技大学 2015
[4]磁流变弹性体及其在结构半主动控制中的应用研究[D]. 周陈程.南京理工大学 2014
[5]基于多级径向流动模式的磁流变液减振器理论与实验研究[D]. 赵丹侠.重庆大学 2012
本文编号：3217293
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