双出杆磁流变减震器及减震系统研究

论文摘要

磁流变减震器是一种新型智能材料的减震装置。相对于普通液体减震器具有很多无法比拟的优点:结构简单、功耗低、响应速度快、阻尼力大且连续可调,是一种典型的可控流体减震器,是实现工程震动主动或半主动控制的非常有效的智能化装置,在飞机、汽车及桥梁等方面有广阔的应用前景。本文首先利用机械设计原理、电工学及电磁场理论设计了以弹簧为承载元件,以带矩形槽活塞为阻尼元件的双出杆磁流变减震器。该减震器磁场利用率高、导线的引出和密封容易、在不加磁场时又可以作为普通液体减震器使用。通过对该减震器的动静态特性的理论与实验结果分析,得出了该减震器有良好的减震效果和比较大的阻尼力可调范围。从减震效果来看,它比市场上的某型车用减震器的效果还要好。从静态效果来看,在改变电流的情况下,减震器阻尼力可以增大到没有通电流情况下的4倍。磁流变减震器的这些特点在实际应用方面非常有价值。然后对自行设计的双出杆磁流变减震器的静态特性进行了理论和实验分析。从磁流变液的流变特性、电磁学的角度出发,结合非牛顿流体宾汉模型提出了阻尼力的粘性滞后模型。并分析和建立了动态模型。通过模型拟合数据与实验数据的对比,证明了模型的正确性,为磁流变阻尼器性能的预测和控制提供了参考。最后利用labview软件进行了仿真,证明通过改变电流可以对磁流变减震器进行最优控制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 1.1 前言
• 1.2 磁流变液的研究现状
• 1.3 磁流变液减震器研究现状及工程应用
• 1.4 存在的问题及发展前景
• 1.5 本文课题研究的内容及意义
• 1.5.1 研究的内容
• 1.5.2 本课题的意义
• 第二章 磁流变液的基本理论
• 2.1 概述
• 2.2 磁流变液的分类
• 2.3 磁流变液的构成及流变特征
• 2.3.1 磁流变液的构成
• 2.3.2 磁流变液的流变特性
• 2.4 影响磁流变液特性的因素
• 第三章 磁流变减震器的基本理论
• 3.1 磁流变减震器的工作模式
• 3.2 目前常见的几种磁流变阻尼器
• 3.3 减震器的控制方法
• 3.4 磁流变阻尼器各种力学模型的研究
• 3.5 本课题选用的模型
• 第四章 磁流变减震器的设计
• 4.1 磁流变减震器的结构设计
• 4.1.1 结构方案的确定
• 4.1.2 结构优点
• 4.2 材料的选用
• 4.2.1 弹簧材料的选用
• 4.2.2 支撑材料的选择
• 4.2.3 磁性材料的选择
• 4.2.4 线圈导线的选择
• 4.2.5 磁流变液的选择
• 4.3 磁路设计
• 4.3.1 缸筒的设计
• 4.3.2 活塞的设计
• 4.4 小结
• 第五章 实验与结果分析
• 5.1 减震器的加工及组装
• 5.1.1 减震器的加工
• 5.1.2 减震器的组装
• 5.2 振动试验台
• 5.3 试验前的准备
• 5.4 磁流变减震器的特性试验
• 5.4.1 动态特性试验
• 5.4.2 静态特性试验
• 5.5 小结
• 第六章 建模与仿真分析
• 6.1 阻尼力建模与分析
• 6.1.1 磁流变液的模型
• 6.1.2 阻尼器的力学模型及参数确定
• 6.1.3 磁路模型
• 6.1.4 公式的拟合与检验
• 6.2 动态建模
• 6.2.1 动态模型
• 6.2.2 数值仿真
• 6.3 labview 仿真
• 6.4 小结
• 第七章 结论与展望
• 一、结论
• 二、展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介