双线圈型磁流变阀流量关断特性研究

发布时间：2017-05-04 04:11

  本文关键词：双线圈型磁流变阀流量关断特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液压控制阀是液压系统的核心控制元件，阀的工作性能对整个液压系统的静态特性和动态特性有着重要的影响。传统的液压阀结构复杂，价格高昂，还存在响应速度慢，工作噪音大等问题。此外，系统的压力和流量控制一般通过传感器来进行反馈控制的，用信号进行直接控制不太方便。因此，寻求一种结构简单、控制方便、响应快速的液压控制阀已成为现阶段液压控制系统研究与设计中的关键问题。 磁流变液作为一种新型材料，正在被广泛的研究与应用。利用磁流变液在磁场作用下能够在固态和液态之间转化的特点，可以设计并制作磁流变阀。磁流变阀没有相对移动的部件，结构简单，便于控制，响应迅速，能够弥补传统液压阀的不足，有效的改善液压系统的静态特性和动态特性。 论文首先介绍了传统液压阀的发展趋势及应用，分析了磁流变液的成分，工作原理和相关特性，探讨了磁流变阀的国内外研究现状与应用前景，阐述了磁流变阀在国内外的研究现状与应用情况。 然后分析了磁流变阀的工作原理，设计了三种不同结构的双线圈型磁流变阀，对这三种磁流变阀分别进行了磁路计算，确定了其主要结构尺寸。接着利用MAXWELL软件对这三种结构的阀工作状态下的磁场进行了仿真，依据仿真结果，结合磁路计算，选择出一种相对优异的结构。接着对这种结构的磁流变阀进行了更加深入的仿真与研究，利用ANSYS软件对其结构参数进行了优化。 最后，对所选择出的具有最优结构的双线圈型磁流变阀的压降的数学公式进行了推导，，计算了其理论压降值。然后利用MATLAB软件对其进行了性能仿真，研究了流量、电流、阻尼间隙等因素和压降之间的关系。
【关键词】：磁流变液 磁流变阀 磁场仿真 MAXWELL ANSYS MATLAB
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH137.52
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 主要符号说明7-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 传统液压阀的发展趋势及应用8-9
• 1.2 磁流变液工作机理及相关特性9-11
• 1.3 磁流变阀的工作原理11
• 1.4 磁流变阀的国内外研究现状与应用11-14
• 1.5 课题研究的背景及意义14-15
• 1.6 课题主要研究内容15-16
• 第二章 双线圈型磁流变阀结构设计16-29
• 2.1 磁流变阀的工作模式16-17
• 2.2 磁流变阀结构设计中的关键问题17-18
• 2.3 三种结构的双线圈型磁流变阀结构设计18-22
• 2.3.1 外侧圆环阻尼间隙磁流变阀的设计18-19
• 2.3.2 内侧圆环阻尼间隙磁流变阀的设计19-20
• 2.3.3 同时具有圆盘和内侧圆环阻尼间隙磁流变阀的设计20
• 2.3.4 磁流变阀主要结构尺寸的设计20-22
• 2.4 三种结构的双线圈型磁流变阀磁路计算22-28
• 2.4.1 外侧圆环阻尼间隙磁流变阀的磁路计算22-24
• 2.4.2 内侧圆环阻尼间隙磁流变阀的磁路计算24-26
• 2.4.3 同时具有圆盘和内侧圆环阻尼间隙磁流变阀的磁路计算26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 双线圈型磁流变阀磁场仿真分析与结构优化29-45
• 3.1 MAXWELL 磁场仿真简介29
• 3.2 三种结构双线圈型磁流变阀的磁场仿真29-38
• 3.2.1 磁流变液的参数29-30
• 3.2.2 外侧圆环阻尼间隙磁流变阀的磁场仿真30-33
• 3.2.3 内侧圆环阻尼间隙磁流变阀的磁场仿真33-35
• 3.2.4 同时具有圆盘和内侧圆环阻尼间隙磁流变阀的磁场仿真35-38
• 3.2.5 三种结构的仿真结果的分析比较38
• 3.3 不同电流和阻尼间隙对磁流变阀的影响38-42
• 3.3.1 施加不同方向电流时的磁场仿真38-41
• 3.3.2 施加不同大小电流时的磁场仿真41-42
• 3.3.3 具有不同阻尼间隙时的磁场仿真42
• 3.4 磁流变阀的结构参数优化42-44
• 3.4.1 ANSYS 优化模块介绍42-43
• 3.4.2 结构参数优化43-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 双线圈型磁流变阀流量关断特性研究45-52
• 4.1 磁流变阀压降计算45-48
• 4.1.1 数学模型的建立45
• 4.1.2 压降公式的推导45-48
• 4.2 磁流变阀性能仿真48-51
• 4.2.1 MATLAB 软件简介48
• 4.2.2 压降与流量的关系48-49
• 4.2.3 压降与电流的关系49
• 4.2.4 压降与阻尼间隙厚度的关系49-50
• 4.2.5 压降与阀芯直径的关系50-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第五章 结论及展望52-54
• 5.1 全文工作总结52-53
• 5.2 后续工作展望53-54
• 参考文献54-56
• 附录 A 磁流变阀的三维剖视图和爆炸图56-57
• 附录 B 磁流变阀的零件图57-58
• 个人简历 在读期间发表的学术论文58-59
• 致谢59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：344370