改进型和常规型径向流磁流变阀结构分析及性能对比研究

发布时间：2020-05-31 01:18

【摘要】：磁流变阀的性能主要由阀在工作时产生的可控压降决定,目前主要通过改变液流通道结构或延长液流通道长度来增加阀有效区域的压降。在三种常用液流通道结构中,体积一定时,混合流动式结构的压降可调范围最大,接着是径向流结构和轴向流结构。然而现有的混合流动式液流通道都是通过复合线圈结构来实现,此种方式将会导致阀重量增加和阀外形尺寸过大。针对这一现状,本文首先设计了一种径向流磁流变阀结构,并在其结构基础上通过合理设置隔磁环和隔磁盘零件改变了磁场结构,迫使磁感线弯曲而被引导垂直穿过普通阀中未受到磁场作用的轴向流道,从而改进设计得到了一种可实现混合流动式磁流变阀效果的改进型径向流磁流变阀结构,增加了额外的有效工作区域,进一步扩大了阀的压降可调范围。本文主要完成研究内容包括:1、设计一种普通常规型径向流磁流变阀,并在其结构上合理设置隔磁盘和隔磁环,设计得到另一种具有蜿蜒式磁感线走向的改进型径向流磁流变阀结构。分别为常规型和改进型径向流磁流变阀各零件挑选材料,建立磁路理论模型,推导出各有效工作流道的理论磁感应强度,并确定以及校核磁流变阀的结构参数。对两种径向流磁流变阀各流道进行划分,分别建立各流道的磁致压降模型和粘致压降模型。2、采用有限元法(FEM)仿真对比外形尺寸和液流通道结构完全一致的改进型磁流变阀和常规型磁流变阀,以充分验证零件材料设置对磁感线走向和压降分布产生的影响,得到不同电流激励和不同泵源输出流量下的压降变化情况。最后将磁路理论模型与仿真模型相比较,验证两种方法的合理性与准确性。3、完成改进型阀和常规型阀的样件加工和组装,设计并搭建磁流变阀动态性能测试平台,运用Lab VIEW程序完成数据采集功能。在实验台上针对改进型和常规型磁流变阀的压降及响应性能采集数据并进行解析,得到不同电流激励和不同泵源输出流量下的压降和响应变化规律,分析研究改进型磁流变阀性能是否优于常规型磁流变阀,验证改进结构的合理性。4、将改进型径向流磁流变阀和常规型径向流磁流变阀分别并联在具有旁路管道的单出杆液压缸中,并串联蓄能器补偿容积变化,形成一种阻尼可调的磁流变阀控液压缸系统,对其进行动力特性研究。对比分析不同电流、振幅和频率变化对输出阻尼力的影响,并比较改进型阀控液压缸系统和常规型阀控液压缸系统的阻尼性能。
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH134

【参考文献】