磁流变液挤—剪特性研究及其在离合器中的仿真应用

发布时间：2017-12-17 10:07

本文关键词：磁流变液挤—剪特性研究及其在离合器中的仿真应用

【摘要】：磁流变离合器克服了传统电磁／磁粉／摩擦式离合器易磨损,噪音大等缺点,以其结构简单、输出稳定、响应迅速、能耗低等优点近年来取得了显著进展。但目前依据剪切模式设计的磁流变离合器,因传递的转矩较小而体积过大,无法满足工业需求。因此,高传动性能的磁流变离合器成了一个很热的研究课题。磁流变液在挤压模式下产生的应力比其他模式(流动模式,剪切模式)都要高,可用于传动系统中离合器的传动。本文将外磁场作用下固化的磁流变液作为类固体材料,系统研究了其挤压、拉伸、挤压-剪切力学特性,揭示了其力学性能和链结构演化相关规律,最后提出基于锥形结构挤压-剪切混合模式的磁流变离合器,以提高磁流变离合器传动能力,希望由此消除或降低现有磁流变离合器传递转矩有限、体积庞大等弊端,将其广泛应用于航空航天、汽车等接合／分离的传动控制。本文的主要研究内容有： 1.分析总结出目前磁流变离合器的传动弊端,结合磁流变液挤压强化技术,提出基于挤压-剪切模式的磁流变离合器,并介绍了其基本原理。 2.构建了磁流变液挤拉剪实验台,并利用有限元仿真分析软件ANSYS对磁流变液实验台的磁场分布等问题进行了静态磁场优化仿真分析。 3.对磁流变液的剪切、拉伸、挤压及挤压后剪切性能进行了实验研究与对比。研究发现拉伸应力受外磁感应强度与颗粒链结构影响较大,拉伸过程其实是结构加强效应和磁场强度下降之间的竞争；磁场的增强会使挤压应力增大,得到了磁流变液挤压应力随挤压应变变化的一些基本规律；发现挤压过程在第三区域颗粒链结构会形成交错,这显示出挤压加强效应；对磁流变液挤压后进行剪切,其剪切屈服应力可以获得一个数量级以上的提高。 4.从颗粒间的磁相互作用能出发,运用能量方法,考虑颗粒局部场和颗粒间摩擦的因素,建立磁流变液的微观剪切应力模型；分析了锥形挤-剪式磁流变离合器传递扭矩的组成,以所建立的磁流变液的微观剪切应力模型为基础,推导出输出扭矩、转速、磁场强度之间的数学关系式。对锥形挤-剪式磁流变离合器的各个主要部件进行机械设计,并利用有限元仿真分析软件ANSYS对锥形挤-剪式磁流变离合器实验装置的磁场分布等问题进行了静态磁场优化仿真分析,优化了机械结构设计。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TB381;TH133.4

【参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 郑军;张光辉;曹兴进;;磁流变传动装置工作机理分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2007年11期

2 李秀错,张建永,苏恺,张留成;添加剂对铁/聚丙烯酸锂复合微粒-硅油电流变和磁流变效应的影响[J];复合材料学报;2000年04期

3 李志华;林阳;朱丰友;郭林超;;圆筒式磁流变制动器结构与磁路耦合的优化设计[J];工程设计学报;2009年04期

4 黄金;廖林清;林昌华;;圆筒式磁流变离合器的设计分析[J];功能材料;2006年05期

5 潘胜,吴建耀,胡林,沈峰,孙猛,周鲁卫;磁流变液的屈服应力与温度效应[J];功能材料;1997年03期

6 宋辞;戴一帆;彭小强;石峰;;光学镜面磁流变抛光的后置处理[J];光学精密工程;2010年08期

7 张飞虎;林永勇;于兴斌;张勇;;基于UG的超声波磁流变复合抛光面形误差修正方法研究[J];航空精密制造技术;2010年05期

8 蒋建东,梁锡昌,王光建;磁流变离合器及恒矩器的研究[J];机械科学与技术;2005年04期

9 王鸿云;郑惠强;李泳鲜;;磁流变液的研究与应用[J];机械设计;2008年05期

10 汪建晓,孟光,陈运西;挤压式磁流变液阻尼器——转子系统的动力学特性与控制[J];机械工程学报;2004年03期