双线圈磁流变阻尼器结构优化设计及阻尼运动特性实验研究

发布时间：2017-09-30 11:00

  本文关键词：双线圈磁流变阻尼器结构优化设计及阻尼运动特性实验研究

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【摘要】：在人们身边到处都有振动现象发生。在车辆行驶、火车行驶、航空飞行器飞行、武器装备发射炮弹、斜拉桥受到风的吹动等情形下，都会产生振动现象。这些振动都会对乘坐人员或操作人员带来较大的不舒适，与此同时，对受到振动的装备产生磨损并影响其性能乃至使用寿命。因而选用合适的减振方式很有必要。 磁流变液阻尼器（Magnetorheological damper，MRD）凭借其优异的性能，被大量运用于减振方面的研究。它的结构简易、可控性强、稳定性好、响应速度快。MRD被推广到车辆、斜拉桥、房屋等方面使用。本文介绍了双线圈MRD的结构设计、电磁场和阻尼特性的仿真分析、结构优化，并且做了实验测试。本文的主要内容如下： 1、针对常见的单线圈型MRD输出阻尼力不足等情况，设计出同等情况下性能更稳定、输出阻尼力更大双线圈MRD。详细介绍了双线圈MRD的设计方法、结构材料选用等过程。 2、利用Ansys软件的电磁仿真模块对双线圈MRD做了仿真分析。对比分析各结构尺寸对MRD的感应磁场强度的影响。分析不同活塞头的形状其对MRD阻尼性能的影响。使用恰当的优化方法，对特定的MRD的参数尺寸优化,最终获得最优的MRD结构尺寸。 3、利用Matlab2012a中的Simulink模块建立模型。改变一定的参数，分析双线圈MRD的阻尼运动性能。 4、根据设计的参数加工出MRD实体。制定了相关实验的方案，用于实验。对双线圈MRD的阻尼运动性能进行测试分析。 通过实验，得到如下内容：（1）测试出本文设计的双线圈型MRD的零磁场强度下的阻尼力值在120N左右。（2）给两线圈通异向电流所测的阻尼性能明显优于通同向电流。（3）固定一个线圈电流，改变另一个线圈的电流，，验证了双线圈型MRD上、下两个线圈所产生磁场分布的对称性。
【关键词】：磁流变阻尼器 结构设计 优化 阻尼特性
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB535.1
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 主要符号说明7-8
• 第一章 绪论8-24
• 1.1 课题的来源、目的、意义8-9
• 1.2 磁流变液介绍9-12
• 1.2.1 磁流变液力学性能9
• 1.2.2 磁流变液与电流变液的性能对比9-10
• 1.2.3 磁流变液的制备、性能特征研究10
• 1.2.4 磁流变液的工作模式10-12
• 1.3 磁流变阻尼器在国内外运用研究状况12-14
• 1.3.1 磁流变阻尼器在土建结构中减振的运用12-13
• 1.3.2 磁流变阻尼器在斜拉桥中减振的运用13
• 1.3.3 磁流变阻尼器在车辆中减振的运用13-14
• 1.3.4 磁流变阻尼器在机车车辆中减振的运用14
• 1.3.5 磁流变阻尼器在武器装备中的运用14
• 1.4 磁流变阻尼器国内外结构、磁路设计的研究现状14-22
• 1.4.1 根据激励线圈个数进行的磁流变阻尼器设计15-16
• 1.4.2 根据液体流通方式进行的磁流变阻尼器设计16-17
• 1.4.3 根据活塞杆的出杆方式进行的磁流变阻尼器设计17-18
• 1.4.4 根据复合功能进行的磁流变阻尼器设计18-21
• 1.4.5 其他结构的磁流变阻尼器设计21-22
• 1.5 课题研究主要内容、研究重点、研究难点、技术方案22-24
• 第二章 磁流变阻尼器的工作原理及结构设计24-39
• 2.1 磁流变阻尼器的力学模型24-29
• 2.2 磁流变阻尼器构造、工作原理29-30
• 2.3 双线圈磁流变阻尼器结构设计30-38
• 2.3.1 参数优化30-31
• 2.3.2 外部结构设计31
• 2.3.3 强度校验31-32
• 2.3.4 密封结构设计32-33
• 2.3.5 双线圈磁流变阻尼器磁路设计基本原理33-36
• 2.3.6 双线圈磁流变阻尼器零件结构参数设定36-38
• 2.4 双线圈 MRD 磁阻计算38
• 2.5 本章小结38-39
• 第三章 双线圈磁流变阻尼器仿真分析和阻尼运动特性分析39-64
• 3.1 双线圈磁流变阻尼器的 Ansys 软件仿真39-42
• 3.1.1 双线圈 MRD 模型 Ansys 仿真设置39-41
• 3.1.2 双线圈 MRD 模型 Ansys 网格划分41-42
• 3.1.3 双线圈 MRD 模型 Ansys 运算及后处理42
• 3.2 双线圈磁流变阻尼器的感应磁场强度及阻尼性能分析42-56
• 3.2.1 单、双线圈 MRD 模型对比43-45
• 3.2.2 对活塞头外部不同倒角个数的阻尼器模型磁场、阻尼性能分析45-49
• 3.2.3 原型阻尼器的磁场、阻尼性能分析49-56
• 3.3 双线圈磁流变阻尼器结构 Ansys 软件优化分析56-62
• 3.3.1 结构优化设计56
• 3.3.2 Ansys 优化基本步骤56
• 3.3.3 双线圈磁流变阻尼器结构优化56-60
• 3.3.4 优化后双线圈 MRD 磁阻计算和功耗计算60-61
• 3.3.5 优化前后双线圈磁流变阻尼器性能对比61-62
• 3.4 本章小结62-64
• 第四章 双线圈磁流变阻尼器 MATLAB 建模分析64-69
• 4.1 双线圈磁流变阻尼器模型的 Matlab 建模64-65
• 4.2 双线圈磁流变阻尼器模型的 Simulink 仿真中主要模块程序65-67
• 4.2.1 电流与感应磁场强度关系子程序的建立65
• 4.2.2 感应磁场强度与 MRF 剪切屈服强度关系子程序的建立65-66
• 4.2.3 Simulink 对阻尼特性仿真主程序66-67
• 4.3 双线圈磁流变阻尼器的阻尼运动特性分析67-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第五章 双线圈磁流变阻尼器阻尼运动特性实验测试69-84
• 5.1 双线圈磁流变阻尼器性能试验台搭建介绍69-73
• 5.1.1 双线圈 MRD 各零件结构实物69-72
• 5.1.2 试验台搭建及测试过程72-73
• 5.2 两个线圈通同向电流测试数据分析73-76
• 5.2.1 电流为 0A 时改变幅值73-74
• 5.2.2 在一定运行频率下变化幅值对比74
• 5.2.3 在一定幅值下变化频率对比74-76
• 5.3 两个线圈通同向、异向电流测试数据对比分析76-77
• 5.3.1 设定运动幅值和频率通同向或异向电流对比76-77
• 5.4 两个线圈通异向电流测试数据分析77-82
• 5.4.1 同一频率下变化幅值对比77-78
• 5.4.2 在一定幅值情况下变化频率对比78-80
• 5.4.3 同一频率和幅值情况下变化电流80-81
• 5.4.4 固定一个线圈电流改变另一个线圈电流81-82
• 5.5 本章小结82-84
• 第六章 总结84-85
• 6.1 总结84
• 6.2 展望84-85
• 参考文献85-89
• 个人简历 在读期间发表的学术论文89-90
• 致谢90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 余心宏,马伟增,王立忠;磁流变体制备与应用研究[J];电子工艺技术;2001年04期

2 叶雄兵;高文中;潘存治;;磁流变减振座椅模糊控制器的设计与仿真[J];国防交通工程与技术;2006年03期

3 石峰;戴一帆;彭小强;王卓;;磁流变抛光消除磨削亚表面损伤层新工艺[J];光学精密工程;2010年01期

4 陈忠海;杨全;宁响亮;涂奉臣;韩鹏飞;谭平;;磁流变阻尼器的设计、试验及其减振性能研究[J];地震工程与工程振动;2014年01期

5 陈智利;杨绍培;阳志强;郭忠达;刘卫国;;环带式磁流变抛光装置设计[J];兵工自动化;2014年05期

6 王影,贾启芬,刘习军;磁流变阻尼器的力学模型[J];机床与液压;2005年03期

7 黄世国;马勇;;圆盘式MRF离合器的研究[J];制造业自动化;2006年11期

8 朱超;李赵春;杨哲;王炅;;冲击载荷下磁流变阻尼器设计和仿真[J];机械设计;2011年12期

9 胡国良;茹毅;王红;;差动自感式磁流变阻尼器力学性能分析[J];机床与液压;2013年09期

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 王慧军;超声波磁流变复合抛光关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

2 姜南;应用MR阻尼器的相邻建筑地震反应半主动控制理论与试验研究[D];天津大学;2008年

3 马新娜;基于磁流变阻尼器的高速机车横向振动控制与动力学研究[D];北京交通大学;2012年

4 蒋学争;自供能磁流变阻尼器的振动能量捕获技术研究[D];南京理工大学;2012年

本文编号：947785