磁流变液减振器的设计与研究

发布时间：2017-06-24 15:05

  本文关键词：磁流变液减振器的设计与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：伴随着现如今城市现代化产业的迅速发展和城市规模的日益扩大,振动对城市居民的生活环境和工作环境的影响已经逐步引起了各界群众广泛的关注。而在城市交通系统中重点体现的则是普遍常见的机械振动,它对我们人体所直观传达的一些危害则体现为身体的骨骼振动以及一些机械噪音的影响,所以为了让我们的日常出行提高更加多的舒适度,出现了各种各样的的传统减振器例如汽车的悬架系统,它的组成常表现为内注液压油的减振腔体与弹簧相结合的减振系统,又或是座椅减振系统,其组成常表现为弹簧减振器配合橡胶减振垫的减振系统。随着科技日新月异的发展,智能材料以及其相关器件的研究一直是一个非常重要的方向,并且逐步替代现有的传统材料。磁流变悬浮液作为一种智能材料,由美国学者Rabinow于二十世纪五十年代发现,并从上个世纪九十年代开始逐步受到了科学家的高度重视。磁流变悬浮液的物理以及流变特性伴随外加磁场强度的变化而变化,具有连续、迅速、可逆、精确可控等优良特性。学者们发现,磁流变液在没有外加磁场时,磁性颗粒随机分布在基液之中独立存在且互不粘连,呈现液体状态；而当施加一外磁场时,基液中的磁性颗粒被磁化,产生相互吸引力,彼此集聚,沿着磁感应强度的方向形成链状或者柱状,呈现类固体状态。而且磁流变悬浮液在固态和液态之间相互转换的速度非常快即我们所说的响应时间很短,处于毫秒级别的范围内,并且是重复可逆转的。利用磁流变悬浮液的这些优良特性,人们开始逐步试着将其应用在减振器中并通过实验的方式测试基于磁流变液作为减振材料的减振性能。本文首先通过计算机模拟来研究在等温等压条件下压强和外加磁场对磁流变液的相分离的影响；然后根据模拟结果,设计磁流变液减振器,并使用超声检测模块来测试其减振性能。研究的内容重点有以下几点：(1)磁流变悬浮液的组成材料,流变机理及其制备；(2)磁流变液相分离的Monte Carlo模拟；(3)减振器的理论设计；(4)减振器的实验部分包括实体减振器的制作和线圈磁路的设计；(5)通过超声检测设备测试其减振效果,分析其减振性能；(6)最后总结和展望。
【关键词】：磁流变液 屈服应力 磁流变减振器 线圈磁路 超声检测
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB381;TB535.1
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 减振技术概述10-12
• 1.1.1 减振技术的发展状况10
• 1.1.2 传统减振器的分类10-11
• 1.1.3 智能材料和新型减振技术11-12
• 1.2 磁流变液减振器的特点及应用12-16
• 1.2.1 磁流变液减振器的特点12-13
• 1.2.2 磁流变液减振器的工作模式13-14
• 1.2.3 磁流变液减振器的应用14-16
• 1.3 国内外研究现状16-19
• 1.3.1 国外研究现状16-18
• 1.3.2 国内研究现状18-19
• 1.4 磁流变液减振器研究存在的主要问题19
• 1.4.1 磁流变液材料的物理稳定性问题19
• 1.4.2 磁流变液减振器的磁路设计问题19
• 1.5 论文的研究的目的与意义19-20
• 1.6 论文研究的主要内容20-21
• 2 磁流变液和磁流变效应21-32
• 2.1 磁流体概述21
• 2.2 磁流变液的简介21-23
• 2.2.1 磁流变液的定义21
• 2.2.2 磁流变液的原理和机理21-22
• 2.2.3 磁流变液满足的指标22-23
• 2.3 磁流变液的性能23
• 2.4 磁流变液的制备23-29
• 2.4.1 磁流变液的组成和分类23-28
• 2.4.2 磁流变液的制备28-29
• 2.5 磁流变液的磁流变效应29-30
• 2.6 磁流变液的本构关系30-32
• 3 磁流变液相分离的蒙特卡罗模拟32-39
• 3.1 磁流变液颗粒间相互作用能的Ewald求和32-34
• 3.2 磁流变液相分离的Monte Carlo模拟34-39
• 4 磁流变液减振器的理论设计39-46
• 4.1 磁流变减振器的工作原理39-42
• 4.1.1 减振器的力学模型描述39-40
• 4.1.2 控制电流与减振器阻尼力的关系40-42
• 4.2 磁流变减振器磁路设计42-43
• 4.3 磁流变减振器阻尼力的影响参数43-44
• 4.4 减振器设计及分析44-46
• 5 磁流变减振器的实验设计46-56
• 5.1 减振器的设计46-49
• 5.1.1 线圈及磁场的设计46-49
• 5.2 减振台的设计和制作49-50
• 5.3 线圈电磁场的模拟与计算50-56
• 5.3.1 线圈磁场的磁粉检测50
• 5.3.2 线圈电流密度分布50-54
• 5.3.3 线圈磁场计算模拟54-56
• 6 减振器样品测试56-64
• 6.1 主要仪器说明56-57
• 6.1.1 KS103超声波测试模块56
• 6.1.2 KS10R的介绍56-57
• 6.1.3 KS10R驱动程序及测试软件57
• 6.2 实验检测部分57-58
• 6.2.1 检测目的57
• 6.2.2 实验仪器57-58
• 6.2.3 实验步骤58
• 6.3 实验数据分析58-64
• 6.3.1 实验数据58
• 6.3.2 气体减振器实验数据处理58-61
• 6.3.3 磁流变减振器实验数据处理61-64
• 7 结论64-65
• 7.1 结论64
• 7.2 展望64-65
• 参考文献65-68
• 附录168-70
• 致谢70-74

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