电磁场参数对磁流变液特性的影响及优化研究

发布时间：2017-07-20 20:20

  本文关键词：电磁场参数对磁流变液特性的影响及优化研究

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【摘要】：磁流变液作为一种新型智能材料,近些年来得到了越来越多的关注和应用,是智能材料研究中一个十分活跃的分支。由于磁流变液具有屈服应力高、沉淀稳定性好、零场粘度低、快速响应以及工作温度范围宽等性能特点,其被广泛应用于传动工程、减震器、液压装置、离合器、制动器、密封、抛光装置、柔性夹具等结构中,其应用也已经深入到电子、国防军工、航天航空、能源、冶金机械、化工环保、仪器仪表、医疗卫生等方面。因此,对磁流变液性能及其应用的研究具有十分深远的意义。磁流变液工作性能与所施加的磁场有着密不可分的关系。磁流变液的剪切应力直接影响仪器的工作效率,而磁感应剪切应力取决于磁流变液工作时的磁感应强度。通过对磁场强度进行调节,可以使得磁流变液的粘性和剪切应力等力学性能快速、灵敏、可逆的变化。一旦撤去磁场,磁流变液又变为可以流动的液体,这便是磁流变效应。因此,对于磁流变液电磁场的深入研究,是磁流变液进一步发展以及取得更为广泛应用的一个十分重要的环节。本课题以磁流变液为基础,以自主设计制造的磁流变液测功机为框架,详细探讨研究了加载磁场对磁流变液特性的影响。首先,阐述了磁流变液基本原理以及现阶段磁流变液仪器的加载磁场磁路的各种情况,总结现阶段磁流变液磁路设计的一般方式。对磁流变液测功机结构进行分析,结合磁流变液磁路设计的一般方式,独立设计制造出一种磁流变液磁场加载装置,搭建磁场加载试验台架,通过试验研究不同加载磁场对磁流变液磁感应强度的影响,探究磁流变液磁感应强度与其粘度的关系。以磁流变液磁场加载试验所得数据为基础,结合人工神经网络的相关理论知识,建立了基于Elman神经网络的磁感应强度预测模型,获得磁感应强度预测结果,并对所建立的预测模型的准确性进行了验证。最后,运用所建立的Elman神经网络磁感应强度预测模型,结合磁流变液磁场加载试验所得数据,对自主研发的磁流变液测功机的加载磁场进行预测,得到在整个测功机磁流变液通道圆面上的磁感应强度大小。通过对预测结果的分析,得到磁流变液测功机优化方法。
【关键词】：磁流变液 电磁场 Elman神经网络 磁感应强度预测
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB381
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 绪论13-18
• 1.1 选题背景和意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.2.1 磁流变技术发展过程14
• 1.2.2 磁流变液国内外研究现状14-15
• 1.2.3 磁流变液磁场研究现状15-16
• 1.3 论文的主要研究内容16-18
• 第二章 磁流变液性能及其磁路18-33
• 2.1 磁流变液及其组成18-19
• 2.1.1 磁性颗粒18
• 2.1.2 载液18
• 2.1.3 添加剂18-19
• 2.2 磁流变液性能特点19-21
• 2.2.1 磁流变液流变性19
• 2.2.2 磁流变液力学特性19-20
• 2.2.3 磁流变液磁特性20-21
• 2.2.4 磁流变液优点21
• 2.3 磁流变液磁路设计现状21-24
• 2.3.1 磁流变液减振器磁路设计21-22
• 2.3.2 磁流变液离合器磁路设计22-24
• 2.4 励磁线圈设计24-26
• 2.5 通电圆线圈及其磁场26-30
• 2.5.1 毕奥—萨伐尔定律26-27
• 2.5.2 通电圆线圈轴线上的磁场分析27-30
• 2.6 磁流变液测功机30-32
• 2.6.1 磁流变液测功机原理30-31
• 2.6.2 磁流变液测功机磁路31-32
• 2.7 本章小结32-33
• 第三章 磁流变液磁场加载试验研究33-54
• 3.1 磁流变液磁场加载装置的设计及制造33-39
• 3.1.1 磁场加载装置的结构设计33-37
• 3.1.2 磁流变液磁场加载试验台架搭建37-39
• 3.2 磁流变液磁场加载试验方案39-46
• 3.2.1 台架可靠性验证试验39-43
• 3.2.2 磁流变液磁场加载试验43-46
• 3.3 试验结果及数据分析46-53
• 3.3.1 电流强度-磁感应强度试验结果46-48
• 3.3.2 线圈匝数-磁感应强度试验结果48-49
• 3.3.3 磁流变液粘度-磁感应强度试验结果49-51
• 3.3.4 试验数据分析51-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第四章 磁流变液磁感应强度预测研究54-67
• 4.1 人工神经网络基本原理54-58
• 4.1.1 人工神经网络研究内容54-55
• 4.1.2 人工神经网络三要素55-58
• 4.2 ELMAN神经网络结构与算法58-60
• 4.2.1 Elman神经网络58-59
• 4.2.2 Elman神经网络模型59-60
• 4.3 磁流变液磁感应强度预测模型60-66
• 4.3.1 Elman网络磁感应强度预测模型60-62
• 4.3.2 Elman神经网络模型预测结果及验证62-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第五章 磁流变装置尺寸优化研究67-73
• 5.1 磁流变液测功机机械结构67-68
• 5.2 基于磁场加载试验的磁流变测功机结构优化68-72
• 5.2.1 测功机加载磁场预测68-71
• 5.2.2 测功机结构优化71-72
• 5.3 本章小结72-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 全文总结73
• 6.2 本课题的主要创新73-74
• 6.3 今后工作的展望74-75
• 参考文献75-78
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果78-79
• 致谢79-80

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1 张建;张进秋;贾进峰;;基于不同母液的磁流变液的特性分析[A];中国化学会、中国力学学会第九届全国流变学学术会议论文摘要集[C];2008年

2 ;第六届全国电磁流变液及其应用学术会议简介[A];第六届全国电磁流变液及其应用学术会议程序册及论文摘要集[C];2011年

3 李金海;张松林;;磁流变液的颗粒沉降理论分析与实验[A];第六届全国电磁流变液及其应用学术会议程序册及论文摘要集[C];2011年

4 关新春;欧进萍;;一种优质磁流变液的研制[A];2000年材料科学与工程新进展（上）——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年

5 李金海;关新春;欧进萍;;磁流变液的配制及其流变模型的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年

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9 王海霞;阮予明;孔笋;王捷;;磁流变液流变性实验及分析[A];中国化学会、中国力学学会第九届全国流变学学术会议论文摘要集[C];2008年

10 ;第六届全国电磁流变液及其应用学术会议组织机构[A];第六届全国电磁流变液及其应用学术会议程序册及论文摘要集[C];2011年

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