多环槽阻尼通道磁流变减振器建模与实验研究

论文摘要

磁流变减振器是一种新型智能材料的减振装置,相对于普通液体减振器具有很多无法比拟的优点:结构简单、响应速度快、功耗低、阻尼力大且连续可调,是一种典型的可控流体减振器。由于磁流变减振器所表现出的优良特性,对于其阻尼力影响因素的研究也越加受到关注。本文首先设计加工4套不同尺寸参数的减振器活塞,分别进行减振器的静态与动态特性对比实验,根据实验结果分析矩形槽的特征尺寸参数的变化对阻尼力与动态振幅比大小的影响。其次以液压油为介质对自行设计的多环槽结构的减振器进行力学特性分析,结合粘性流体流动理论,推导出其阻尼力随速度变化的关系式。再以磁流变液为介质进行力学特性实验,在实验基础上,建立了磁流变液的特征参数(动力粘度系数η、屈服应力τy)随电流值变化的函数关系式。根据粘性流体流动理论和Bingham非牛顿流体模型,对自行设计的多环槽式阻尼通道的磁流变减振器进行理论和实验研究,推导出以磁流变液为介质的减振器阻尼力与矩形截面的多环槽阻尼通道的特征尺寸参数之间的关系式。通过对比计算结果与实验数据,验证本文所推导计算公式的准确性。为磁流变减振器的结构优化及其工程应用提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 磁流变液的研究现状
• 1.2 磁流变减振器的研究现状
• 1.3 本文研究内容及意义
• 第二章 磁流变液及其流变特性
• 2.1 概述
• 2.2 磁流变液的组成
• 2.3 磁流变液的流变特性
• 2.4 磁流变液的应用
• 第三章 磁流变减振器原理分析
• 3.1 磁流变减振器的工作模式
• 3.1.1 压差模式
• 3.1.2 剪切模式
• 3.1.3 挤压模式
• 3.2 磁流变液减振器的结构形式
• 3.2.1 垂直磁场环形节流通道磁流变减振器
• 3.2.2 圆孔阻尼通道磁流变液减振器
• 3.2.3 旁路式磁流变液减振器
• 3.2.4 本文选用的磁流变减振器工作模式
• 3.3 磁流变减振器的力学模型
• 3.3.1 Bingham 塑性模型
• 3.3.2 双粘塑性模型
• 3.3.3 双粘性滞后模型
• 3.3.4 Bouc–Wen 模型
• 3.4 磁流变减振器的应用
• 第四章 减振器活塞尺寸设计及减振器实验
• 4.1 减振器活塞尺寸参数设计
• 4.2 减振器静动态实验
• 4.2.1 实验台简介
• 4.2.2 实验前的准备工作
• 4.2.3 减振器阻尼特性实验
• 4.2.4 减振器动态系统实验
• 4.3 实验结果分析
• 4.3.1 槽尺寸参数对阻尼力的影响
• 4.3.2 槽尺寸参数对振幅比的影响
• 4.4 小结
• 第五章 减振器力学特性分析
• 5.1 以液压油为介质的减振器力学分析
• 5.1.1 阻尼力分析
• 5.1.2 根据实验确定系数C
• 5.2 磁流变减振器阻尼力分析
• 5.3 磁流变液特征参数的求解
• 5.4 减振器实验验证
• 5.4.1 以液压油为介质的减振器
• 5.4.2 以磁流变液为介质的减振器
• 5.5 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 作者简介