长行程大阻力磁流变阻尼器设计与分析
发布时间：2023-11-08 18:05
磁流变阻尼器是以磁流变液为工作介质的新型阻尼器,可以通过控制磁流变液材料参数的变化来改变阻尼力的输出。本文设计并加工了一种新型的双通道磁流变阻尼器。针对磁流变液流动过程中会连续经过激活区与非激活区的特点提出了新的阻尼器流场压力计算方法,建立了阻尼器的动态输入输出模型,并将该阻尼器应用到火炮反后坐装置中。具体的工作内容如下:(1)分析传统磁流变阻尼器的优缺点设计了新型的双通道磁流变阻尼器,利用ANSYS对磁流变阀进行磁场分析计算;针对FLUENT无法直接模拟流动过程中材料性质变化的问题,提出利用UDF来对仿真计算中使用的Herschel-Bulkley粘塑性流体模型进行定义的计算方法,进而实现了牛顿流与粘塑性流的混合仿真计算,得到了阻尼器的阻尼特性曲线。(2)按照设计方案加工了磁流变阻尼器并进行了实验,得到了不同电流、不同活塞杆速度下的实验数据,验证了磁流变效应对阻尼力输出的影响。针对FLUENT与Simulink无法进行联合仿真的问题,提出利用FLUENT的仿真数据训练BP神经网络进而得到阻尼器代理模型的方法,得到了磁流变阻尼器的动态输入输出模型。利用PSO结合实验数据与BP网络代理模...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的研究背景与意义
1.2 磁流变技术简介
1.2.1 磁流变液
1.2.2 磁流变效应
1.3 磁流变阻尼器
1.3.1 磁流变阻尼器工作原理
1.3.2 磁流变阻尼器的工作模式
1.3.3 常见磁流变阻尼器
1.4 国内外研究现状
1.5 本文研究内容
2 双通道磁流变阻尼器结构设计及磁场强度解析计算
2.1 双通道磁流变阻尼器结构设计
2.1.1 双通道磁流变阻尼器总体设计
2.1.2 磁流变阀设计
2.1.3 励磁线圈的防护设计
2.1.4 活塞杆设计
2.2 流体通道磁场强度计算
2.2.1 磁场分析基本理论
2.2.2 磁场强度仿真计算
2.3 本章小结
3 双通道磁流变阀流体力学计算与分析
3.1 计算流体力学理论
3.1.1 网格概述
3.1.2 FLUENT简介
3.2 磁流变液流体的计算模型
3.3 磁流变液流体力学分析
3.3.1 粘塑性流场分析
3.3.2 一体化模型的建立
3.3.3 网格划分
3.3.4 定义流体特性
3.3.5 边界条件
3.3.6 求解控制
3.4 模拟求解
3.5 仿真结果显示
3.6 仿真数据及处理
3.7 本章小结
4 磁流变阻尼器实验
4.1 阻尼器摩擦力测试实验
4.1.1 实验设备
4.1.2 测试原理
4.1.3 阻尼器摩擦力测试及结果分析
4.2 阻尼器阻尼力实验
4.2.1 实验设备
4.2.2 实验原理
4.2.3 阻尼器阻尼力测试及结果分析
4.3 本章小结
5 磁流变阻尼器参数辨识
5.1 基于BP神经网络的阻尼器代理模型
5.1.1 BP神经网络
5.1.2 拉丁超立方采样
5.1.3 网络训练与验证
5.2 基于粒子群算法的Herschel-Bulkley模型参数辨识
5.2.1 粒子群算法简介
5.2.2 算法流程
5.2.3 Herschel-Bulkley模型参数辨识过程
5.2.4 辨识结果及验证
5.3 本章小结
6 双通道磁流变阻尼器后坐运动计算与分析
6.1 后坐部分受力与运动分析
6.1.1 射击时后坐部分受力分析
6.1.2 后坐运动微分方程
6.2 后坐过程计算分析
6.2.1 炮膛合力计算
6.2.2 复进机力计算
6.2.3 密封装置摩擦力
6.2.4 摇架导轨上的总摩擦力计算
6.3 后坐过程仿真计算
6.3.1 仿真模型建立
6.3.2 仿真结果分析
6.4 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
致谢
参考文献
本文编号：3861472
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的研究背景与意义
1.2 磁流变技术简介
1.2.1 磁流变液
1.2.2 磁流变效应
1.3 磁流变阻尼器
1.3.1 磁流变阻尼器工作原理
1.3.2 磁流变阻尼器的工作模式
1.3.3 常见磁流变阻尼器
1.4 国内外研究现状
1.5 本文研究内容
2 双通道磁流变阻尼器结构设计及磁场强度解析计算
2.1 双通道磁流变阻尼器结构设计
2.1.1 双通道磁流变阻尼器总体设计
2.1.2 磁流变阀设计
2.1.3 励磁线圈的防护设计
2.1.4 活塞杆设计
2.2 流体通道磁场强度计算
2.2.1 磁场分析基本理论
2.2.2 磁场强度仿真计算
2.3 本章小结
3 双通道磁流变阀流体力学计算与分析
3.1 计算流体力学理论
3.1.1 网格概述
3.1.2 FLUENT简介
3.2 磁流变液流体的计算模型
3.3 磁流变液流体力学分析
3.3.1 粘塑性流场分析
3.3.2 一体化模型的建立
3.3.3 网格划分
3.3.4 定义流体特性
3.3.5 边界条件
3.3.6 求解控制
3.4 模拟求解
3.5 仿真结果显示
3.6 仿真数据及处理
3.7 本章小结
4 磁流变阻尼器实验
4.1 阻尼器摩擦力测试实验
4.1.1 实验设备
4.1.2 测试原理
4.1.3 阻尼器摩擦力测试及结果分析
4.2 阻尼器阻尼力实验
4.2.1 实验设备
4.2.2 实验原理
4.2.3 阻尼器阻尼力测试及结果分析
4.3 本章小结
5 磁流变阻尼器参数辨识
5.1 基于BP神经网络的阻尼器代理模型
5.1.1 BP神经网络
5.1.2 拉丁超立方采样
5.1.3 网络训练与验证
5.2 基于粒子群算法的Herschel-Bulkley模型参数辨识
5.2.1 粒子群算法简介
5.2.2 算法流程
5.2.3 Herschel-Bulkley模型参数辨识过程
5.2.4 辨识结果及验证
5.3 本章小结
6 双通道磁流变阻尼器后坐运动计算与分析
6.1 后坐部分受力与运动分析
6.1.1 射击时后坐部分受力分析
6.1.2 后坐运动微分方程
6.2 后坐过程计算分析
6.2.1 炮膛合力计算
6.2.2 复进机力计算
6.2.3 密封装置摩擦力
6.2.4 摇架导轨上的总摩擦力计算
6.3 后坐过程仿真计算
6.3.1 仿真模型建立
6.3.2 仿真结果分析
6.4 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
致谢
参考文献
本文编号：3861472
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3861472.html
