硅油基磁流变液传动特性研究

发布时间：2021-04-15 15:50

磁流变液(Magnetorheological Fluids,MRF)是一种新型的智能材料,它是由微米级的磁性颗粒、载液以及添加剂组成。在没有外加磁场的条件下,磁流变液具有牛顿流体的特性;在外加磁场的作用下,其表观粘度可在数毫秒内增加几个数量级,转变为Bingham流体,而去掉外加磁场后又重新表现为牛顿流体的特性,并且该转变快速可逆、方便可控。由于其优良的流变性能,受到国内外学者的高度重视和研究,并广泛应用于机械工程、生物工程、航空航天和医疗器械等领域。磁流变液传动技术(Magnetorheological Fluids Transmission)是磁流变液器件的研究重点之一,具有结构简单、控制方便、响应迅速、能耗低等优点,具有广泛的应用前景。本文的主要研究工作如下:(1)对磁流变液的组成、制备方法和流变特性进行了分析,并制备了适合传动用的硅油基磁流变液;给出了磁流变液的性能指标及其影响因素;开展了磁流变液剪切屈服应力测试实验,提出了磁流变液屈服应力随磁场变化的宏观模型。(2)对传动用磁流变液的性能要求及其失效形式进行了分析,在对磁流变液传动装置结构设计和磁学设计理论研究的基础上,设计了满足实验要求的磁流变液传动装置,并基于Ansoft Maxwell进行了磁路仿真。(3)搭建了磁流变液传动系统实验台,并进行了传动介质测试实验、磁场测量实验、传动特性实验。实验结果表明:自行制备的磁流变液性能优良,满足传动需求;磁场分布均匀与仿真结果保持一致,符合设计需要;磁流变液传动系统具有线性度较好的电流—转矩特性,空载阻力较小,具备恒转矩特性和较好的调节能力,且稳定状态下传动效率较高,能够符合实际工程应用的需要。(4)针对所搭建的磁流变液传动系统实验台,分析了磁流变液调速技术的工作原理,设计了磁流变液传动系统的模糊控制策略,并开展了相关的开环调速实验。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB381

文章目录

致谢

摘要

Abstract

变量注释表

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究中存在的问题

1.4 主要研究内容

1.5 本章小结

2 磁流变液及其流变特性

2.1 磁流变液的组成及制备

2.2 磁流变液流变特性

2.3 磁流变液的性能指标及影响因素

2.4 磁流变液屈服应力及其宏观模型

2.5 本章小结

3 磁流变液传动装置设计

3.1 磁流变液传动理论

3.2 磁流变液传动装置结构设计理论

3.3 磁路设计理论

3.4 磁流变液传动装置设计实例

3.5 本章小结

4 磁流变液传动特性实验研究

4.1 磁流变液传动实验系统

4.2 实验内容及结果分析

4.3 本章小结

5 磁流变液调速技术

5.1 磁流变液调速理论

5.2 磁流变液调速方法

5.3 磁流变液启动过程的模糊控制策略

5.4 磁流变液调速实验

5.5 磁流变液调速技术的特点

5.6 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

作者简历

学位论文数据集

【相似文献】