泵式磁流变减振器设计及试验研究

发布时间：2017-08-04 23:07

  本文关键词：泵式磁流变减振器设计及试验研究

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【摘要】：汽车悬架性能是决定车辆品质的重要特性,它影响着汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性以及行驶安全性。悬架的作用是用来缓冲在行驶的过程中由路面不平所引起的并且传递至车身的冲击力,同时用来衰减由此引发的振动。被动悬架一般无法根据外部的条件以及车辆自身的情况而进行调整,具有一定的局限性。半主动悬架系统特性能根据车辆的运动状态和路面状况等进行动态调节,其中磁流变减振器由于响应速度快、鲁棒性好、低能耗以及易控制等特点,能够提供良好的半主动振动控制能力,成为了当下人们研究的热点。为了适应人们对磁流变减振器性能的更高要求,人们越来越重视磁流变减振器的设计问题。本文基于目前国内外现有的磁流变减振器的特点及其结构中存在的阻尼力调节范围不够、装配维修不便以及安装空间受限等问题,提出一种新型泵式磁流变减振器,其具有结构简单、线圈易更换、散热性好、可靠性强、可调倍数大等优点,可有效提升悬架性能和整车性能。本文主要进行以下几部分工作:1.磁场供应系统优化设计基于泵式磁流变减振器的原理建立磁场有限元模型;利用FEMM软件和Matlab进行联合仿真法,对磁场特性进行研究,并对相关参数进行灵敏度分析;根据仿真结果建立关于磁场强度的半经验模型,用于减振器动力学特性研究。2.泵式磁流变减振器阻尼力模型的建立建立平行平板运动微分方程;基于Bingham流体模型以及减振器结构推导泵式磁流变减振器阻尼力公式并对阻尼力公式进行简化;确定减振器的相关尺寸,用于减振器样件的设计及制造。3.减振器样件的设计根据模型确定的参数及实际约束确定所有减振器结构尺寸并进行图纸绘制;进行减振器样件制造并对其进行示功试验,得到在不同电流下,不同频率下的减振器示功特性试验数据。4.半主动悬架的控制建立1/4车Simulink仿真模型,并利用SH-ADD控制算法对悬架模型进行半主动控制;将减振器安装到目标车辆上结合半主动控制算法进行实车台架试验,并对平顺性指标进行评价。
【关键词】：磁流变减振器 磁场设计 有限元仿真 半主动控制 平顺性
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.335.1
【目录】：

• 摘要4-6
• abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题的提出10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 典型的磁流变减振器结构11-13
• 1.2.2 用于性能提升的强化结构13-14
• 1.2.3 研究现状总结14
• 1.3 本文研究内容及技术路线14-18
• 第2章 磁场供应系统设计18-38
• 2.1 磁场供应系统结构设计18-19
• 2.2 磁场供应系统有限元模型19
• 2.3 磁场供应系统材料的选择19-22
• 2.3.1 磁流变液的选择及其特性19-22
• 2.3.2 导磁材料的选择及其特性22
• 2.3.3 隔磁材料的选择22
• 2.4 磁场供应系统参数及其灵敏度分析22-32
• 2.4.1 线圈匝数的影响规律24-25
• 2.4.2 回路电流的影响规律25-26
• 2.4.3 极板间隙的影响规律26-27
• 2.4.4 内极板厚度的影响规律27-28
• 2.4.5 外极板厚度的影响规律28-30
• 2.4.6 多级线圈的影响30-32
• 2.5 磁场强度H的半经验模型32-35
• 2.6 本章小结35-38
• 第3章 泵式磁流变减振器阻尼力模型38-54
• 3.1 磁流变液的工作模式38-39
• 3.2 泵式磁流变减振器流动模式下阻尼力的推导39-52
• 3.2.1 同心环形缝隙间流动的简化39-40
• 3.2.2 无磁场时的阻尼力40-42
• 3.2.3 外加磁场时的阻尼力42-48
• 3.2.4 阻尼力公式简化方法48-50
• 3.2.5 磁流变液剪切屈服应力与磁场强度曲线拟合50
• 3.2.6 泵式磁流变减振器阻尼力的数学表达式50-52
• 3.3 本章小结52-54
• 第4章 泵式磁流变减振器试验研究54-64
• 4.1 泵式磁流变减振器的样件制造54-58
• 4.2 试验设备及试验方法58-59
• 4.3 示功试验结果分析59-60
• 4.4 模型与试验结果对比分析60-62
• 4.5 本章小结62-64
• 第5章 泵式磁流变减振器控制策略及实车试验64-72
• 5.1 车身与车轮双质量系统的振动模型的建立64-65
• 5.2 基于SH-ADD算法的半主动悬架控制65-68
• 5.2.1 SH-ADD控制算法65-67
• 5.2.2 仿真结果67-68
• 5.3 实车台架试验68-71
• 5.3.1 试验设备和试验方法68-69
• 5.3.2 半主动悬架系统组成简介69
• 5.3.3 试验车辆装备69-70
• 5.3.4 试验结果70-71
• 5.4 本章小结71-72
• 第6章 全文总结与展望72-74
• 6.1 全文总结72-73
• 6.2 研究展望73-74
• 攻读学位期间参与的科研项目74-76
• 参考文献76-80
• 致谢80

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3 熊超;吕建刚;张进秋;李勇;;履带车辆磁流变减振器阻尼特性理论及实验研究[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年

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本文编号：622136