多液流通道旋转式磁流变制动器优化设计及制动性能分析
发布时间：2022-11-03 21:05
旋转式磁流变制动器是一种可有效产生制动转矩,耗散运动能量的半主动制动器件,具有设计紧凑、磁流变液用量少等众多独特优点,可更好的应用于工作空间狭小的场合,在工程领域具有广泛的应用前景。现有研究中的旋转式磁流变制动器制动转矩较小,无法应用于大制动转矩场合,为进一步提升磁流变制动器输出制动转矩,增加转矩密度,本文从优化磁流变制动器磁通路径入手,利用转轴与旋转套筒相结合,隔磁材料与导磁材料系统组合的方式,增加筒式磁流变制动器液流通道数量,可在提升制动转矩性能的同时,大幅度降低筒式制动器的轴向尺寸。本文主要完成研究内容包括:1、提出并设计一种多液流通道旋转式磁流变制动器,通过设置旋转套筒将液流通道分为内外两部分,在旋转套筒中部使用隔磁环,引导磁力线通过未被利用的外轴向液流通道,从而将制动器有效阻尼间隙从2段增加为4段,有效增加了磁流变制动器产生流变效应的工作区域。采用解析法根据磁路基本定理对磁路进行分析计算,结合设计条件迭代计算得出磁流变制动器有效液流通道长度及关键部件尺寸参数,并进行强度校核。基于Bingham塑性模型推导相应的转矩数学模型。结果表明所设计的磁流变制动器理论输出制动转矩满足设计...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 磁流变液工作模式
1.3 旋转式磁流变制动器国内外研究现状及发展趋势
1.3.1 筒式连续角磁流变制动器
1.3.2 盘式连续角磁流变制动器
1.3.3 混合式连续角磁流变制动器
1.3.4 有限角磁流变制动器
1.4 研究目的和主要研究内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 主要研究内容
第二章 多液流通道旋转式磁流变制动器结构设计
2.1 多液流通道旋转式磁流变制动器工作原理及结构模型
2.2 多液流通道旋转式磁流变制动器结构设计准则
2.2.1 材料选用
2.2.2 液流通道设计注意事项
2.2.3 密封装置的设计
2.3 多液流通道旋转式磁流变制动器结构参数设计
2.3.1 机械部件强度校核
2.3.2 磁路计算
2.4 多液流通道旋转式磁流变制动器制动转矩数学模型建立
2.4.1 磁流变液的本构模型
2.4.2 旋转式磁流变制动器转矩力学模型
2.5 本章小结
第三章 多液流通道旋转式磁流变制动器磁场仿真及结构优化
3.1 磁场仿真方法分析
3.1.1 仿真原理分析
3.1.2 仿真方法及流程
3.2 多液流通道旋转式磁流变制动器电磁场仿真及分析
3.2.1 多液流通道旋转式磁流变制动器有限元建模
3.2.2 有限元仿真结果分析
3.3 多液流通道旋转式磁流变制动器磁路结构参数优化
3.3.1 ANSYS参数化优化设计
3.3.2 优化设计变量定义
3.3.3 优化结果分析
3.4 本章小结
第四章 多液流通道旋转式磁流变制动器性能测试分析
4.1 多液流通道旋转式磁流变制动器测试样机
4.2 多液流通道旋转式磁流变制动器性能测试系统
4.3 多液流通道旋转式磁流变制动器性能测试
4.3.1 优化前后旋转式磁流变制动器制动转矩性能对比
4.3.2 旋转式磁流变制动器仿真和实验制动转矩性能对比
4.3.3 旋转式磁流变制动器制动转矩特性分析
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 主要工作总结
5.2 工作展望
参考文献
个人简历在读期间获得的科研成果及奖励
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进型径向流磁流变阀压降特性研究[J]. 胡国良,钟芳,胡安琪,郑凯阳,丁孺琦. 北京理工大学学报. 2018(05)
[2]旋动型磁流变阻尼器结构设计研究现状分析（英文）[J]. 胡国良,李林森. 机床与液压. 2018(06)
[3]磁场结构对径向流磁流变阀动态性能的影响[J]. 胡国良,钟芳. 农业机械学报. 2017(09)
[4]双线圈旁置式新型磁流变制动器的设计与优化[J]. 邬思敏,孟文俊,李淑君,王尧,徐成功. 工程设计学报. 2016(05)
[5]混合流动式磁流变阀结构设计与压降性能分析[J]. 胡国良,钟芳,廖明科,龚美慧. 农业机械学报. 2016(09)
[6]径向流和圆环流磁流变阀压降性能分析与试验[J]. 胡国良,李海燕,李卫华. 农业机械学报. 2016(04)
硕士论文
[1]改进型和常规型径向流磁流变阀结构分析及性能对比研究[D]. 钟芳.华东交通大学 2018
[2]大转矩磁流变挤压制动器设计及制动特性研究[D]. 任衍坤.中国矿业大学 2017
[3]基于螺旋流动模式的旋转式磁流变阻尼器研究[D]. 王文.重庆大学 2016
[4]基于RBF网络代理模型的磁流变制动器优化设计[D]. 曾宁.杭州电子科技大学 2016
本文编号：3700624
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 磁流变液工作模式
1.3 旋转式磁流变制动器国内外研究现状及发展趋势
1.3.1 筒式连续角磁流变制动器
1.3.2 盘式连续角磁流变制动器
1.3.3 混合式连续角磁流变制动器
1.3.4 有限角磁流变制动器
1.4 研究目的和主要研究内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 主要研究内容
第二章 多液流通道旋转式磁流变制动器结构设计
2.1 多液流通道旋转式磁流变制动器工作原理及结构模型
2.2 多液流通道旋转式磁流变制动器结构设计准则
2.2.1 材料选用
2.2.2 液流通道设计注意事项
2.2.3 密封装置的设计
2.3 多液流通道旋转式磁流变制动器结构参数设计
2.3.1 机械部件强度校核
2.3.2 磁路计算
2.4 多液流通道旋转式磁流变制动器制动转矩数学模型建立
2.4.1 磁流变液的本构模型
2.4.2 旋转式磁流变制动器转矩力学模型
2.5 本章小结
第三章 多液流通道旋转式磁流变制动器磁场仿真及结构优化
3.1 磁场仿真方法分析
3.1.1 仿真原理分析
3.1.2 仿真方法及流程
3.2 多液流通道旋转式磁流变制动器电磁场仿真及分析
3.2.1 多液流通道旋转式磁流变制动器有限元建模
3.2.2 有限元仿真结果分析
3.3 多液流通道旋转式磁流变制动器磁路结构参数优化
3.3.1 ANSYS参数化优化设计
3.3.2 优化设计变量定义
3.3.3 优化结果分析
3.4 本章小结
第四章 多液流通道旋转式磁流变制动器性能测试分析
4.1 多液流通道旋转式磁流变制动器测试样机
4.2 多液流通道旋转式磁流变制动器性能测试系统
4.3 多液流通道旋转式磁流变制动器性能测试
4.3.1 优化前后旋转式磁流变制动器制动转矩性能对比
4.3.2 旋转式磁流变制动器仿真和实验制动转矩性能对比
4.3.3 旋转式磁流变制动器制动转矩特性分析
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 主要工作总结
5.2 工作展望
参考文献
个人简历在读期间获得的科研成果及奖励
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进型径向流磁流变阀压降特性研究[J]. 胡国良,钟芳,胡安琪,郑凯阳,丁孺琦. 北京理工大学学报. 2018(05)
[2]旋动型磁流变阻尼器结构设计研究现状分析（英文）[J]. 胡国良,李林森. 机床与液压. 2018(06)
[3]磁场结构对径向流磁流变阀动态性能的影响[J]. 胡国良,钟芳. 农业机械学报. 2017(09)
[4]双线圈旁置式新型磁流变制动器的设计与优化[J]. 邬思敏,孟文俊,李淑君,王尧,徐成功. 工程设计学报. 2016(05)
[5]混合流动式磁流变阀结构设计与压降性能分析[J]. 胡国良,钟芳,廖明科,龚美慧. 农业机械学报. 2016(09)
[6]径向流和圆环流磁流变阀压降性能分析与试验[J]. 胡国良,李海燕,李卫华. 农业机械学报. 2016(04)
硕士论文
[1]改进型和常规型径向流磁流变阀结构分析及性能对比研究[D]. 钟芳.华东交通大学 2018
[2]大转矩磁流变挤压制动器设计及制动特性研究[D]. 任衍坤.中国矿业大学 2017
[3]基于螺旋流动模式的旋转式磁流变阻尼器研究[D]. 王文.重庆大学 2016
[4]基于RBF网络代理模型的磁流变制动器优化设计[D]. 曾宁.杭州电子科技大学 2016
本文编号：3700624
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