馈能型磁流变减振器设计与研究

发布时间：2017-05-15 13:19

  本文关键词：馈能型磁流变减振器设计与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：磁流变减振器是以智能材料磁流变液为工作液体的新型减振器,与普通的液压减振器相比,它具有结构简单、阻尼力可控,工作温度范围宽,响应速度快,功率消耗较低等优点,被广泛应用于汽车,工程建筑、桥梁、铁路、航空航天等领域,并取得了良好的控制效果。磁流变减振器需要外部电流输入,以产生改变磁流变液特性的磁场从而调节输出阻尼力大小。在实际工作中,一方面外部电源和控制设备增加了磁流变减振器控制系统的复杂程度,另一方面电源供给的中断也会影响系统可靠性。因此通过对振动馈能技术的研究,设计相应的馈能装置给磁流变减振器供电,不但可以节约能源,而且提高磁流变减振器的可靠性和适应性。本文针对某国产汽车磁流变半主动悬架系统的开发,基于模糊熵值法提出了馈能型磁流变减振器方案,根据悬架阻尼力要求,设计了磁流变减振器和馈能装置,分别对其阻尼特性和馈能特性进行了仿真分析与实验研究,得到馈能型磁流变减振器的综合性能。本文主要工作如下:1、根据应用背景和条件对馈能型磁流变减振器系统进行功能分析,得到三种可行的方案,利用模糊熵值法进行了方案论证,选取了集成直线发电机的馈能型磁流变减振器作为本文设计方案。2、建立了混合工作模式下磁流变减振器的力学模型,依据车辆悬架阻尼力要求,设计了磁流变减振器并对其磁路与阻尼力进行了仿真分析,得到了磁流变减振器工作所需功率。3、对圆筒型直线发电机进行磁路分析,结合外界激励条件推导圆筒型直线发电机输出电能表达式,在满足尺寸限制和性能要求的前提下,建立了圆筒型直线发电机优化模型,确定最优结构参数,通过Ansoft Maxwell有限元分析,验证结构设计的合理性,得到外接负载时电机输出电能值。4、加工了馈能型磁流变减振器样机,利用电液伺服振动试验台和数据采集分析仪,在低频小振幅振动条件下测试了馈能型磁流变减振器的阻尼特性和馈能特性,实验验证了结构设计合理性以及研究方法的有效性。
【关键词】：磁流变减振器 馈能 模糊熵值法 圆筒型直线发电机 Ansoft Maxwell
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB535.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题研究背景与意义10-11
• 1.2 相关技术国内外研究现状概述11-17
• 1.2.1 磁流变减振器国内外研究现状11-12
• 1.2.2 馈能技术国内外研究现状12-15
• 1.2.3 馈能型磁流变减振器技术国内外研究现状15-17
• 1.3 论文主要研究内容17-18
• 1.4 本章小结18-20
• 第2章 基于模糊熵值法的总体结构方案研究20-28
• 2.1 馈能型磁流变减振器的功能原理分析20-21
• 2.2 基于模糊熵值法的馈能结构方案的评价21-26
• 2.2.1 模糊综合评价法21-22
• 2.2.2 熵值法赋权原理22
• 2.2.3 馈能结构方案的计算22-23
• 2.2.4 各评价指标的分配与幅值23-24
• 2.2.5 确定各评价指标的权重24-25
• 2.2.6 计算各评选指标的隶属度25
• 2.2.7 确定评价指标25-26
• 2.3 馈能型磁流变减振器结构和工作原理26-27
• 2.3.1 结构和工作原理26-27
• 2.3.2 结构特点27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 磁流变减振器的设计28-44
• 3.1 磁流变减振器的工作模式28-29
• 3.2 磁流变减振器力学模型29-34
• 3.2.1 剪切模式阻尼力模型30-31
• 3.2.2 流动模式阻尼力模型31-34
• 3.3 磁流变减振器的结构设计与磁路设计34-37
• 3.3.1 结构设计34-35
• 3.3.2 磁路设计35-37
• 3.4 磁流变减振器磁场有限元分析37-40
• 3.4.1 麦克斯韦方程组37-38
• 3.4.2 静磁场分析理论38-39
• 3.4.3 静磁场分析39-40
• 3.5 磁流变减振器的阻尼力仿真分析40-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第4章 圆筒型直线发电机设计44-60
• 4.1 圆筒型直线发电机基本结构和工作原理44-46
• 4.2 圆筒型直线发电机理论研究46-50
• 4.2.1 磁路模型研究46-48
• 4.2.2 直线发电机工作性能分析48-50
• 4.3 圆筒型直线发电机的优化设计50-53
• 4.4 圆筒型直线发电机有限元分析53-57
• 4.4.1 瞬态磁场分析理论53
• 4.4.2 瞬态磁场分析53-57
• 4.5 本章小节57-60
• 第5章 馈能型磁流变减振器实验研究60-68
• 5.1 实验原理60
• 5.2 实验平台搭建60-62
• 5.3 馈能型磁流变减振器阻尼特性研究62-64
• 5.3.1 实验方案62
• 5.3.2 实验结果分析62-64
• 5.4 圆筒型直线发电机馈能特性实验研究64-67
• 5.4.1 实验方案64-65
• 5.4.2 实验结果分析65-67
• 5.5 本章小结67-68
• 第6章 结论与展望68-70
• 6.1 本文主要工作及结论68-69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-76
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果76

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