磁性液体阻尼减振器的理论及实验研究

发布时间：2017-10-06 04:46

  本文关键词：磁性液体阻尼减振器的理论及实验研究

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【摘要】：在航天领域中,航天器由于外部环境的影响和其内部各种设备的运行,会产生各种振动,这些振动将会引起航天器结构和各系统仪器的动态响应,同时影响航天器上仪器设备的正常工作,有时甚至会使航天器运行失控。本文针对太空中航天器上长直物体的振动问题,基于磁性液体的二阶浮力原理与液体的粘性耗能原理,提出了两种新结构的磁性液体阻尼减振器。本文分析了磁性液体阻尼减振器的理论振动模型,对影响磁性液体阻尼减振器的结构因素进行了实验研究。本论文的重点工作如下：1.分析了磁性液体阻尼减振器的理论基础,对磁性液体的流体力学性质,永磁体在磁性液体中的二阶浮力原理,磁性液体的粘度以及影响磁性液体粘度的因素进行了研究；2.通过机理研究,提出了两种新结构的磁性液体阻尼减振器：壳体充满磁性液体的阻尼减振器和永磁体提供回复力的磁性液体阻尼减振器,设计了两种磁性液体阻尼减振器的壳体结构,选取了合适的结构材料、永磁体材料、磁性液体种类；3.搭建了磁性液体阻尼减振器的实验平台以及测试永磁体所受回复力的实验台,设计了实验的方案；4.分析了磁性液体阻尼减振器的振动模型,并对振动微分方程中的关键参数：磁性液体阻尼减振器的等效阻尼和永磁体所受的回复力进行了重点研究；5.实验研究了影响减振效果的因素：研究了壳体内径,壳体长度,振动幅度对壳体充满磁性液体的阻尼减振器减振效果的影响；研究了壳体内径,壳体长度,磁性液体吸附量及振动幅度对永磁体提供回复力的磁性液体阻尼减振器减振效果的影响,实验测量了两种磁性液体阻尼减振器中永磁体所受的回复力,分析了实验结果。
【关键词】：磁性液体 粘性耗能 二阶浮力原理 实验研究
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V44;TB535.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 绪论12-24
• 1.1 选题背景及研究意义12-14
• 1.1.1 太空中航天器上的振动问题12-13
• 1.1.2 选题意义13-14
• 1.2 磁性液体阻尼减振器研究现状14-22
• 1.2.1 磁性液体的组成14-15
• 1.2.2 磁性液体在减振领域的应用15-16
• 1.2.3 磁性液体减振器的研究现状16-22
• 1.3 课题研究内容22
• 1.3.1 课题来源22
• 1.3.2 研究内容22
• 1.4 本章小结22-24
• 2 磁性液体阻尼减振器的理论基础24-32
• 2.1 磁性液体的伯努利方程24-26
• 2.2 磁性液体的二阶浮力原理26-28
• 2.3 磁性液体的磁化28-29
• 2.4 磁性液体的粘度29-30
• 2.5 本章小结30-32
• 3 磁性液体阻尼减振器的结构设计及实验台搭建32-42
• 3.1 磁性液体阻尼减振器的结构方案32-33
• 3.1.1 壳体充满磁性液体的阻尼减振器结构方案32
• 3.1.2 永磁体提供回复力的阻尼减振器结构方案32-33
• 3.2 磁性液体阻尼减振器的结构设计33-35
• 3.2.1 壳体充满磁性液体的阻尼减振器壳体与端盖的结构设计33-34
• 3.2.2 永磁体提供回复力的阻尼减振器壳体与端盖的结构设计34-35
• 3.3 壳体和端盖材料的选择35-36
• 3.4 永磁体的选择36-37
• 3.5 磁性液体的选择37-38
• 3.6 实验台的搭建38-41
• 3.6.1 磁性液体阻尼减振器实验台搭建38-40
• 3.6.2 减振效果的衡量标准40
• 3.6.3 测力实验台的搭建40-41
• 3.7 本章小结41-42
• 4 磁性液体阻尼减振器的振动分析42-50
• 4.1 建立振动模型42-43
• 4.2 弹性黄铜版的等效刚度K_1,等效阻尼C_1的分析43-44
• 4.3 壳体充满磁性液体的阻尼减振器等效阻尼C_2的分析44-46
• 4.4 壳体充满磁性液体的阻尼减振器永磁体所受回复力F_M的分析46-47
• 4.5 永磁体提供回复力的阻尼减振器永磁体所受回复力F_M的分析47-49
• 4.6 本章小结49-50
• 5 磁性液体阻尼减振器的实验研究及结果分析50-63
• 5.1 壳体充满磁性液体的阻尼减振器的实验研究及结果分析50-55
• 5.1.1 永磁体回复力的测定50-51
• 5.1.2 壳体半径对减振效果的影响51-52
• 5.1.3 壳体长度对减振效果的影响52-54
• 5.1.4 减振效果对比54
• 5.1.5 不同振幅下的响应54-55
• 5.2 永磁体提供回复力的阻尼减振器的实验研究及结果分析55-62
• 5.2.1 永磁体回复力的测定55-57
• 5.2.2 壳体长度对减振效果的影响57-58
• 5.2.3 磁性液体加入量对减振效果的影响58-59
• 5.2.4 壳体内径对减振效果的影响59-60
• 5.2.5 减振效果对比60-61
• 5.2.6 不同振幅下的响应61-62
• 5.3 本章小结62-63
• 6 结论63-65
• 参考文献65-68
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果68-70
• 学位论文数据集70

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本文编号：980826